L'escalation di guerra del Vietnam iniziò con l'incidente del Golfo del Tonchino. Il 2 agosto 1964, USS Maddox, un cacciatorpediniere americano, è stato attaccato nel Golfo del Tonchino da tre torpediniere nord vietnamite mentre conduceva una missione di intelligence. Un secondo attacco sembrava essersi verificato due giorni dopo, anche se i rapporti erano imprecisi (ora sembra che non ci fosse un secondo attacco). Questo secondo "attacco" portò agli attacchi aerei statunitensi contro il Vietnam del Nord e al passaggio della risoluzione del sud-est asiatico (Golfo del Tonchino) da parte del Congresso. Questa risoluzione permise al presidente di condurre operazioni militari nella regione senza una formale dichiarazione di guerra e divenne la giustificazione legale per intensificare il conflitto.
In punizione per l'incidente nel Golfo del Tonchino, il presidente Lyndon Johnson ha emesso ordini per il bombardamento sistematico del Vietnam del Nord, colpendo le sue difese aeree, i siti industriali e le infrastrutture di trasporto. A partire dal 2 marzo 1965 e nota come Operazione Rolling Thunder, la campagna di bombardamenti sarebbe durata oltre tre anni e avrebbe lanciato in media 800 tonnellate di bombe al giorno a nord. Per proteggere le basi aeree statunitensi nel Vietnam del Sud, nello stesso mese furono schierati 3.500 marines, diventando le prime forze di terra impegnate nel conflitto.
Nell'aprile del 1965, Johnson aveva inviato le prime 60.000 truppe americane in Vietnam. Il numero aumenterebbe a 536.100 entro la fine del 1968. Nell'estate del 1965, sotto il comando del generale William Westmoreland, le forze statunitensi eseguirono le loro principali operazioni offensive contro il Viet Cong e segnarono vittorie intorno a Chu Lai (Operazione Starlite) e in la valle di Ia Drang. Quest'ultima campagna è stata in gran parte combattuta dalla 1a divisione di cavalleria aerea che ha aperto la strada all'uso di elicotteri per la mobilità ad alta velocità sul campo di battaglia.
Imparando da queste sconfitte, il Viet Cong raramente impegnava nuovamente le forze armate americane in battaglie convenzionali, preferendo invece ricorrere a colpire e lanciare attacchi e imboscate. Nel corso dei prossimi tre anni, le forze americane si concentrarono sulla ricerca e la distruzione di unità del Viet Cong e del Vietnam del Nord che operavano nel sud. Montando di frequente spazzate su larga scala come Operations Attleboro, Cedar Falls e Junction City, le forze americane e ARVN catturarono grandi quantità di armi e rifornimenti ma raramente ingaggiarono grandi formazioni nemiche.
A Saigon, la situazione politica iniziò a calmarsi nel 1967, con l'ascesa di Nguyen Van Theiu a capo del governo del Vietnam del Sud. L'ascesa di Theiu alla presidenza stabilizzò il governo e pose fine a una lunga serie di juntas militari che avevano amministrato il paese dalla rimozione di Diem. Nonostante ciò, l'americanizzazione della guerra mostrò chiaramente che i vietnamiti del sud non erano in grado di difendere il paese da soli.