Chiến sự ác liệt nhất diễn ra tại Hà Nội. Tại đây, quân Pháp phải chiến đấu giành giật từng con phố và phải chịu thương vong lớn, khoảng 100 lính Pháp được coi là bị giết, 45 công dân châu Âu thiệt mạng, 200 người mất tích Trong một hoàn cảnh chiến đấu vô cùng khó khăn và chênh lệch về vũ khí, sau 57 ngày đêm chiến đấu ngoan cường trong lòng thành phố, đến đêm 17 tháng 2 năm 1947 Trung đoàn Thủ Đô mới rút ra khỏi nội thành. Theo lời kêu gọi của Hồ Chí Minh, đa số nhân dân Hà Nội và vùng ven cũng như các vùng chiến sự cũng đã bỏ thành phố vượt sông Hồng tản cư về vùng do Việt Nam Dân chủ Cộng hòa kiểm soát, tạo thế vườn không nhà trống, đồng thời tiêu thổ kháng chiến phá hủy cơ sở hạ tầng không cho Pháp sử dụng.