1956年南越總統吳庭豔宣告關於越南重新統一的選舉結果無效，隨後南越政府開始迫害共產主義者。自此之後，北越開始向南越境內製造暴動反抗西貢政府的越南南方民族解放陣線（越共）游擊隊提供武器裝備和物資。為了對抗越共並支援南越政權，美國一開始便向南越提供金錢，軍事顧問和物資援助。1957年至1963年間美國採取圍堵政策，需守住南越以阻止共產主義蔓延的多米諾效應。這個期間美國只是特種部隊或者小部隊介入,輔助南越軍隊作戰,但是南越軍隊總是吃敗仗,南越軍隊腐敗到極致,不但扶不起來,而且根本沒有戰力。
當時的越南總統吳庭豔自己治理政府,軍隊交給自己的弟弟吳庭瑈。哥倆實在太爛了,而且很殘酷的對待人民，所有人都恨他們哥倆。吳庭豔是法國扶植起來的，當時法國總統戴高樂總是在北約內部和美國唱反調，吳庭豔和弟弟吳庭瑈各種公開場合大罵美國政府和美國總統肯尼迪。
正所謂，老虎不發威，你當我是HelloKitty啊！
1963年10月 29日下午4時20分，肯尼迪總統召集了一場包括國家安全與外交顧問共15人核心幹部的秘密會議。1963年11月1日楊文明在美國支持下越南發動政變，11月3日吳庭豔和吳庭瑈被政變軍隊亂槍打死於裝甲車內。
地面上南越的戰爭情勢，沒有在吳庭豔下臺後好轉，看著北越接連不斷的攻城略地，美國人終於在1964年5月2日等到了下場的機會，6名北越蛙人趁夜潛入港口，用磁性水雷炸燬了1.5萬噸的美軍"卡德"號航母動力艙，20分鐘後巨輪沉沒。隨後約翰遜就宣佈對北越進行報復性空襲（Pierce Arrow行動）。但是，這個行動並沒有滿足軍方高層，他們想要發起的是一場範圍更廣的攻勢戰役。約翰遜害怕這樣一次戰役會導致中國和蘇聯的直接干預，這就可能升級為世界大戰，一直沒有批准。到了1965年初，事實已經很明顯：美國再不採取行動的話，南越政府將無法繼續存在下去。
在來自這和參謀長聯席會的共同壓力下，約翰遜總統正式批准了一個持續轟炸計劃，代號為"滾雷行動"，這個行動不會受北越的隱秘性所約束。美國參謀長聯席會議列出了94個目標，摧毀它們的將是一次對北越運輸系統為時8個星期的協同空襲。目標中包括了橋樑，鐵路，碼頭，兵營和軍需品存放地點，"滾雷行動"將是一次約翰遜和國防部長麥克納馬拉的控制之內的空襲。這個戰役的幾個主要目標之一便是封鎖海防和其他港口，北越就無法通過海運得到援助。
"滾雷行動"出動的飛機大多數都從泰國的四個空軍基地起飛，它們分別位於那空叻差席瑪、塔克裡、烏隆他尼和烏汶。這些飛機在飛往位於北越的目標之前會在老撾上空進行空中加油。在轟炸完成（通常是俯衝轟炸）之後，這些飛機會直接飛回泰國，或者從北部東京灣上空較安全的空域脫離。美國為了減少空軍與海軍之間空中作業的衝突，很快決定將北越分為六個"路線區"（Route Package），每一個路線區僅由空軍或海軍負責攻擊。海軍的戰機從第77特遣隊位於洋基站（Yankee Station）海域的航空母艦上起飛，海軍的飛機（比空軍飛機航程短，載彈量也較小）自海面去攻擊海岸上的目標。
4月3日，參謀首長聯席會說服了麥克納馬拉和約翰遜發起一次對北越交通線路為時四周的攻擊，這會使北越無法得到從中國和蘇聯經由陸路運來的援助。北越收到的援助中有三分之一來自中國，其餘三分之二通過海運方式到達海防。這是這場戰役中第一次對具有軍事而非象徵意義的目標的攻擊。在這四周的時間裡，一共有26座橋和7艘渡河口被摧毀。其他目標包括了北越的雷達系統，兵營和彈藥庫。但是北越南部仍然是要轟炸目標，攻擊任務的戰機架次從4月的3600架次上升到了5月的4000架次。除了對付固定目標以外，"火力偵察"形態任務也已被批准，這是由小規模的機群在公路，鐵道和河流上空巡邏，尋找適合攻擊的對象。在1965年底，執行"火力偵察"任務的架次從兩次上升到了200次。美軍75%的戰果都是在火力偵察時獲得的，這在某種程度上是因為申請攻擊固定目標的手續太繁瑣且曠日費時。
如果說"滾雷行動"是要給北越政府"發送信號"，迫使它停止對南越的顛覆活動的話，那麼這個目標沒有達到。4月8日，北越總理范文同就美國要求和談一事回應說，他們的幾個要求必須得到滿足：美國停止轟炸並將其部隊撤出南越；西貢政府需要滿足越南南方民族解放陣線的要求；並且越南的統一問題應由越南人自己解決。這些要求得不到滿足的話北越是不會進行和談的。 具有預兆性質的是，4月3日美國的飛機遭到了蘇制米格-15的攻擊，這是北越空軍的首次亮相。
1966年4月5日，美國通過偵察發現北越正在建造防空導彈陣地。空軍和海軍聯合向華盛頓請求進攻，但是它們被拒絕了，因為大多數導彈陣地都位於禁飛的市區附近。 正因為如此，7月24號一枚SA-2地空導彈擊落了一架F-105也就不足為奇了。 3天之後，對兩個具威脅性導彈陣地的一次性攻擊被批准。但是美國人落入了一個精心設置的陷阱中，這兩個導彈陣地都是偽裝的，而在它們的周圍卻有密集的防空火力。一個美國飛行員後來說這次行動"看起來就像世界末日"。在此次行動中有六架飛機被擊落（兩名飛行員死亡，一名失蹤，兩名被俘虜，還有一名被救回）。
自從北越開始使用地空導彈後，美軍飛行員就陷入了兩難的境地：如果想要躲避高射炮火而從高空接近目標的話，就會遭到導彈襲擊；而如果為了不被導彈雷達發現而從低空接近目標的話，又會成為高射炮的獵物。由於美軍戰術不斷變換，並越來越廣泛地使用了雷達干擾，北越地空導彈的命中率變得越來越低了。最初30顆導彈能擊落一架飛機，後來50顆也無法擊落一架飛機了。 這些數據很能體現滾雷行動的效果：無論美軍怎樣努力襲擊北越運輸系統，北越的地空導彈從來沒有缺乏過。
由於戰鬥是一點點變得激烈的，河內也就有了充分的時間來適應戰場環境。據估計，到了1967年，北越已經有了25個地空導彈營（每營6具發射架），它們擁有大約150個發射陣地。在蘇聯的幫助下，北越也很快就擁有了一套早期的雷達預警系統，系統中的200個站點遍佈全國，它們會發現美軍空襲部隊，然後指揮地空導彈，高射炮和米格飛機來攻擊。1967年，美國共損失了245架飛機（空軍145架，海軍102架，海軍陸戰隊一架）。
為了保護戰機不被北越防空系統擊落，美國需要採用更新且更有針對性的戰術。在每次空襲中，美軍都會出動大量戰鬥機來為戰鬥轟炸機護航。最先進入目標區域的是專門打擊北越防空部隊的"鐵手"任務機組。這種機組使用裝備了野鼬式電子戰吊倉的F-105來尋找地空導彈雷達發出的電波並對其進行定位。
裝備了"野鼬"的飛機也攜帶有電子對抗系統來保護它們自己。這些飛機指揮其他戰機對高射炮進行攻擊，並用自己攜帶的AGM-45反輻射導彈（海軍研製）來攻擊地空導彈雷達。 SA-2的射程比AGM-45遠，但是如果在AGM-45被髮射後目標雷達仍然在工作的話，導彈就會沿著雷達波飛向目標。北越與越共的雷達操作員隨後就與美軍電子戰飛機飛行員玩起了老鷹捉小雞的遊戲。美國海軍雖然也使用過於空軍電子戰機型類似的戰機，但是它並沒有組建專門攻擊地空導彈的"野鼬部隊"。
接下來出現的是由大批戰機及電子戰機護航的轟炸機群。為了保護機群不被地空導彈攻擊，美軍匆忙地研製了新的電子戰系統，但是由於東南亞的惡劣天氣，這些系統經常停機。機群中還包含KC-135空中加油機和救援直升機，這些飛機又由螺旋槳飛機A-1來護航。
"滾雷行動"暴露了美軍中的許多問題。東南亞的指揮權和控制權的分配成為了各軍種之間一個主要的協調問題，直到1968年才被解決。在表面上，北越和南越上空的行動是由空軍第2師（1966年4月1日後空軍第7軍換防）來負責的。但是，它實際上是隸屬於對越軍事援助指揮部和它的指揮官：陸軍的威廉·威斯特摩蘭將軍，他認為他遇到的問題都集中在南越境內。駐紮在泰國的美國空軍第7師/第13師（執行了大多數對北越的轟炸任務）具有兩套指揮系統。它的軍事行動受命於空軍第7軍，而後勤和管理則受命於第13軍（總部位於菲律賓）。將作戰區域分為四塊（南北越和南北老撾）使原本就很複雜的指揮和控制變得更混亂了。海軍的第77特遣隊接受來自美國太平洋司令部位於夏威夷的海軍將領送出，經由其屬於下屬單位的太平洋空軍（PACAF）傳遞給第七艦隊後送達的命令。基於這個指揮體系的影響，海軍拒絕與空軍在北越上空進行協同作戰。這種奇怪的指揮結構違背了空軍的單指揮官政策。申請進攻的手續也標示著指揮結構過於複雜。空軍第二師與第77特遣隊在越南發出的攻擊請求先報告給美軍太平洋司令部，然後會被轉給五角大樓的參謀首長聯席會議。綜合來自美國國務院與中央情報局的意見之後，最終報告給白宮，由總統和"星期二內閣"的每週會議來決定是否批准。
1967年8月9日，美國參議院武裝力量委員會召開聽證會。軍方的抱怨引起了國會山上一些最善辯的鷹派人物的興趣。 軍方的長官對那些限制很不滿。很顯然，最後一個被傳喚、同時也是唯一的文職官員的麥克納馬拉成為了替罪羊。 國防部長說他反對無限制的空中戰爭，並且反駁了軍方的指控。但他也坦率地承認"沒有證據證明轟炸行動會使胡志明政府投降"。出於對國內政治挫敗的失望，和對河內採取和談的期望，約翰遜總統1968年3月31日宣佈停止所有對北緯19度線以北的轟炸行動。 在17度線與19度線之間，空軍和海軍集中了之前瀉向北越的全部火力（空軍每月出動6000架次來轟炸一號路線區，此數字為原來的兩倍），並且開始集中對"關鍵點"，道路和卡車進行轟炸。北越對此做出的反應是，它將中部狹長地帶部署的高射炮數量提高了一倍，但是大多數的地空導彈仍然位於河內及海防周圍。
受到持續轟炸時持決不和談態度的北越，終於同意在巴黎與美國人會面，開始預備性談判。此後，約翰遜在美國總統大選之前宣佈會自1968年11月1日起完全停止對北越的轟炸活動。儘管停止轟炸活動與和談的進展相關，但是參謀長聯席會還是懷疑行政班子在某種情況下可能下令重啟轟炸行動。
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