Sáng 26-12, Bộ Tổng tham mưu lệnh cho Quân chủng Phòng không-Không quân vào cấp 1 và các đơn vị phòng không, LLVT nhân dân vào trạng thái SSCĐ cao nhất.
Trưa 26-12, không quân Mỹ cho máy bay trinh sát phản lực SR-71 và RF-101 vào trinh sát Hà Nội, Hải Phòng, Thái Nguyên và phía Bắc đường số 1. Từ 13 giờ, không quân Mỹ sử dụng 56 lần chiếc máy bay chiến thuật các loại vào ném bom, bắn tên lửa đánh phá dữ dội các khu vực trận địa tên lửa và trạm biến thế Đông Anh, Nhà máy điện Yên Phụ, Trường Đại học Bách khoa… Tại Hải Phòng, máy bay Mỹ đánh phá các trận địa tên lửa, sân bay Kiến An, trung tâm thành phố; tại Thái Nguyên, không quân Mỹ đánh phá các khu công nghiệp…
Máy bay B-52 bị bắn cháy, rơi trên bầu trời Hà Nội. Ảnh tư liệu.
Chiều 26-12, sau khi củng cố trận địa, đồng bộ khí tài xong, Tiểu đoàn 72 từ Hải Phòng tăng cường cho Sư đoàn Phòng không 361 bảo vệ Hà Nội, được lệnh đánh tốp máy bay cường kích, bằng một quả tên lửa bắn tiêu diệt một chiếc máy bay F-4 rơi tại chỗ.
Đêm 26-12, không quân Mỹ huy động 105 lần chiếc máy bay B-52 và 90 lần chiếc máy bay chiến thuật ném bom dồn dập và bắn phá dữ dội đồng thời, liên tục vào nhiều mục tiêu ở cả ba khu vực Hà Nội, Hải Phòng và Thái Nguyên. Tại Hà Nội, Mỹ tập trung 56 lần chiếc B-52 vào đánh phá gần 100 điểm trong thành phố, đặc biệt là rải thảm khu phố Khâm Thiên lúc 22 giờ 40 phút, gây tội ác đặc biệt nghiêm trọng, làm 287 người chết, 266 người bị thương. Chúng cũng sử dụng 21 lần chiếc B-52 đánh Thái Nguyên và 18 lần chiếc B-52 đánh Hải Phòng.
Đêm 26-12, bộ đội tên lửa và các lực lượng pháo cao xạ, súng phòng không ba thứ quân của ta đánh địch rất hiệu quả, bắn rơi 11 máy bay Mỹ, trong đó có 8 máy bay B-52, 4 chiếc rơi tại chỗ; đặc biệt là chỉ tiêu thụ 49 quả đạn tên lửa, bộ đội ta đã bắn rơi 6 chiếc máy bay B-52. Bộ đội pháo cao xạ Quân khu Việt Bắc bắn rơi 1 chiếc máy bay B-52 và pháo cao xạ Hải Phòng bắn rơi 1 chiếc máy bay B-52. Đây là trận đánh then chốt quyết định bắn rơi nhiều máy bay chiến lược B-52 nhất, làm suy sụp tinh thần và ý chí của Nhà Trắng và các phi công Mỹ.
