Sau một tuần thị sát thành phố, ngày 16-4-1975, Bí thư thành ủy Biên Hòa Phan Văn Trang trở ra căn cứ. Tình hình lúc này rất cấp bách nên thành ủy Biên Hòa đã ra Nghị quyết: “Tổng công kích, tổng khởi nghĩa giải phóng thị xã Biên Hòa”. Nghị quyết đã vạch rõ: Khẩn trương triển khai mọi mặt trong thời gian ngắn nhất bảo đảm khi có lệnh kết hợp với mũi công kích của lực lượng lớn tấn công thì phóng tay phát động quần chúng khởi nghĩa và công kích ở địa phương, giành toàn bộ chính quyền ấp, xã, quận, tỉnh về tay nhân dân.
Ngày 23-4-1975, tại sở cao su Bình Sơn, Thường vụ Khu ủy miền Đông đã họp với Đảng ủy, Bộ tư lệnh quân đoàn 4. Trong hội nghị, Đồng chí Năm Trang đã báo cáo cụ thể, chi tiết kế hoạch phát động quần chúng trong nội thành kết hợp với bộ đội chủ lực để giải phóng thành phố và được hội nghị nhất trí cao. Sau đó, bí thư Thành ủy và chỉ huy Bộ tư lệnh quân đoàn 4 còn bàn sâu thêm về mục tiêu tấn công pháo kích quyết quét sạch địch tại ngã ba Dầu Giây, trận địa pháo sông Thao, chi khu Trảng Bom và các chốt điểm của địch dọc lộ 1 để mở đường về đánh chiếm quân đoàn 3 nguỵ sân bay Biên Hòa.
Ngày 24-4, Thường vụ khu ủy miền Đông công bố quyết định thành phần Ủy ban quân quản TP. Biên Hoà: Đồng chí Lê Đình Nhơn, Phó bí thư khu ủy làm Chủ tịch và đồng chí Phan Văn Trang làm Phó chủ tịch. Song song đó, do tính chất quan trọng của thị xã Biên Hòa nên Thường vụ Khu ủy và Bộ tư lệnh quân khu đã chỉ định đồng chí Năm Trang và đồng chí Ngnyễn Việt Hoa dẫn đầu bộ chỉ huy tiền phương cùng với trung đoàn quân khu và quân đoàn 4 tấn công vào TP. Biên Hoà.
Đến sáng ngày 26-4, tiểu đoàn (D) 174 của trung đoàn đặc công 113 đã bám sát nhà máy nước Hóa An. Tại cầu Hang, quân ta và sư đoàn dù 18 của địch đánh nhau ác liệt. Kết quả, ta tiêu diệt được nhiều tên địch và phá hủy 4 xe tăng của chúng. Tại cầu Hóa An, D174 nhanh chóng tiêu diệt bọn bảo vệ cầu. Tiểu đoàn 23 đặc công thủy bám và đánh chiếm được cầu Ghềnh, cầu Rạch Cát, tạo điều kiện cho các cánh quân tiến vào đánh diệt địch và chiếm nhà máy điện Biên Hòa, tấn công vào căn cứ Hốc Bà Thức. Ngày 27-4, bộ đội chủ lực của ta tiến quân trên xa lộ Biên Hòa, nhanh chóng đánh chiếm được cầu Đồng Nai.
Từ ngày 27 đến 29-4, Quân đoàn 4 triển khai đánh địch dọc theo quốc lộ 1. Đồng chí Năm Trang nhớ lại: “Chúng (quân địch) bố trí lực lượng trên đồi suối Đĩa liên tục bắn phá bước tiến của quân ta. Đến ngày 29-4, Bộ chỉ huy tiền phương và trung đoàn 5 mới chốt giữ được cứ điểm này và đưa một tiểu đoàn bắt sống tên nữ gián điệp đang ôm máy truyền tin gọi pháo bắn. Tại Hố Nai, suối Săn Máu giữa ta và địch đánh nhau rất dữ dội. Song với sức mạnh “thần tốc” của ta bọn địch nhanh chóng bị tiêu diệt xin hàng hoặc tháo chạy tán loạn. Và cuộc chiến thật sự ác liệt xảy ra tại quân đoàn 3, trong nội thành. Địch bám công sự bắn trả liên hồi. Đến sáng ngày 30-4, ta mới làm chủ được tình hình”. Trên đường thần tốc về lại “nhà mình”. Vào lúc 15 giờ ngày 29-4, trước thế trận thắng như chẻ tre của lực lượng cách mạng, bọn địch ở nhà tù Tân Hiệp hoảng sợ đã tự động rút chạy. Các đồng chí bị địch giam giữ tại đây đã nổi dậy phá khám. Đồng chí Phan Văn Trang kể lại: “Sau khi phá khám các “tù nhân” kéo ra quốc lộ 1 hướng về Hố Nai. Một số tù nhân bị thương đã chạy vào giáo xứ N. và được linh mục T. tận tình cứu giúp. Số khác thì gặp được Bộ chỉ huy Tiền phương đang đóng tại nhà thờ Bắc Hòa, khu vực Hố Nai. Trong hàng trăm tù nhân đó có vợ tôi, bà Nguyễn Thị Thanh, bị địch bắt giam từ năm 1969. Gặp nhau trong mưa bom, lửa đạn nên chúng tôi đành ngậm ngùi chia tay vì nhiệm vụ đặc biệt quan trọng. Đích đến của tôi là vào giải phóng thị xã Biên Hoà”.
6g sáng ngày 30-4, nữ đảng viên Trương Thị Sáu cùng một người tên Mượn, cơ sở nội tuyến của ta trong lực lượng biệt động quân bảo vệ của địch đã tiến thẳng vào Toà Hành chính hạ cờ nguỵ xuống, kéo cờ Tổ quốc ta lên. Chi bộ chợ Biên Hoà đã tổ chức quần chúng tháo gỡ các khẩu hiệu phản động và càc tàn tích của chế độ tay sai ở dinh trung tướng Tỉnh trưởng Nguyễn Văn Toàn, bộ tư lệnh quân đoàn 3, nha cảnh sát miền Đông. Thừa thắng xông lên được ủy ban khởi nghĩa các khu vực kêu gọi, nhân dân khắp nơi trong nội thành cùng các cán bộ, đảng viên, lực lượng tại chỗ đã tiến đến tiểu khu Biên Hoà, thành Kèn,trại cảnh sát dã chiến, trụ sở quận Đức Tu, các xã Bình Trước, Tam Hiệp… Xé cờ nguỵ ảnh Nguyễn Văn Thiệu và kéo cờ cách mạng lên. Lúc đó, Bộ chỉ huy tiền phương Biên Hòa cũng đã ra lệnh cho các cánh quân, các lực lượng “thần tốc” tiến thẳng vào trung tâm thành phố. Hai bên đường quốc lộ 1 (hướng từ ngã ba Hố Nai đi bệnh viện tâm thần), nhân dân đổ xô ra vẫy tay reo hò hoan hô quân giải phóng. Hàng trăm xe hon da của nhân dân chạy theo sau xe của đoàn quân cách mạng tiến vào giải phóng Biên Hòa. Đồng chí Năm Trang bồi hồi nhớ lại: “Khi chúng tôi đến công trường sông Phố, hàng ngàn người dân đã đứng chờ sẵn ở đó không biết từ bao gíờ. Không ai bảo ai, đồng bào cùng đoàn quân giải phóng kéo nhau vào Toà hành chính. Lúc đó, đúng 10 giờ 30 phút ngày 30-4-1975. Xoay quanh chúng tôi trước sân Toà hành chính có khoảng 5.000 đồng bào. Tôi với tư cách là Bí thư Thành ủy đứng tại cột cờ nói chuyện với đồng bào. Trải qua 30 năm chiến tranh, hôm nay thành phố Biên Hoà hoàn toàn giải phóng, đất nước ta hoàn toàn thống nhất, chấm dứt cuộc đời nô lệ lầm than từ hơn một thế kỷ qua; đất nước được hoàn toàn độc lập, nhân dân được sống trong tự do, hòa bình. Vì vậy mỗi người dân phải chung sức chung lòng xây dựng quê hương ta giàu đẹp hơn. Ngay bây giờ, đồng bào phải ổn định tình hình, ta làm chủ lấy ta, giải quyết cuộc sống”. Sau lời phát biểu không chuẩn bị trước nhưng rất có “thần” của đồng chí Bí thư Thành uỷ là những tràng pháo tay như sấm dậy, những bó hoa tươi thắm tới tấp đưa đến chúc mừng, biểu thị sự đồng lòng ủng hộ của nhân dân TP. Biên Hoà.
Tiếp sau đó các đơn vị bộ đội chủ lực của ta hành quân về các ngã để tiếp quản. Sân bay Biên Hoà, khu kỹ nghệ Sonadezi, ty công an, chi khu Đức Tu, tiểu khu quân sự Biên Hoà, tỉnh đoàn bảo an, tổng kho Long Bình, sư đàon 18 và chốt chặt ở những vị trí quan trọng như: ngã ba Vũng Tàu, ngã ba Tam Hiệp, ngã ba Tân Thành - Bửu Long…
Trong ngày 30-4-1975, Uỷ ban quân quản TP. Biên Hoà đã chỉ đạo và giao nhiệm vụ cho Ban an ninh triển khai kế hoạch ổn định trật tự và tình hình nhân dân trong thành phố. Ngay buổi chiều hôm đó, hệ thống điện, nước đã hoạt động trở lại, phục vụ nhân dân. Mọi sinh hoạt của cư dân thành phố trở lại nhịp sống bình thường.