כאמור לעיל, שני הצדדים העריכו כי השליטה על הרמה שמצפון לירושלים, על הדרך המובילה מירושלים צפונה, תכריע את המערכה. שני הצדדים הפעילו את העתודות המשוריינות שלהם למטרה זו: המטכ"ל הירדני הורה לחטיבה 60 לנוע מיריחו דרך מעלה אדומים אל תל אל פול מצפון לירושלים, ולחטיבת חי"ר 27 שהייתה במעלה אדומים ובאבו דיס להצטרף לחטיבה 60. מנגד, אלוף פיקוד המרכז הורה לחטיבה 10, חטיבת הראל, לנוע משטחי הכינוס שלה בבן שמן אל פרוזדור ירושלים. האלוף, עוזי נרקיס, העריך שתנועת השריון הירדני תארך כשמונה שעות, ולפיכך הבקעה של חטיבה 10 דרך המוצבים בצפון פרוזדור ירושלים בשעות הערב תצליח להביא אותה לתל אל פול לפנות בוקר, באותו זמן בו יגיעו לשם הכוחות הירדניים. ואולם, הערכה זו הייתה נכונה רק בחלקה; חטיבה 10 הישראלית הייתה צריכה להבקיע דרך מוצבי אויב ולעבור בדרך הררית קשה לתנועה, ואילו חטיבה 60 הירדנית הייתה צריכה לנוע כ-35 קילומטרים בלבד, על כביש סלול ללא הפרעה. פיקוד המרכז, שהיה מודע לסיכון הרב בהופעתה של חטיבה ירדנית בתל אל פול דרש שוב ושוב מן המטכ"ל סיוע אווירי. החל מן השעה 17:30 החלו מטוסי פוגה מגיסטר (מטייסת 147, "האיל הנוגח") ואוראגן (מטייסות 107, "אבירי הזנב הכתום", ו-113, "הצרעה") בתקיפת הכוחות הירדניים. התקיפה נמשכה עד לחצות, ועד אז הושמד חלק מן הכוח הירדני והציר נחסם. רק כוחות ירדניים מעטים הצליחו להגיע ליעדם עד הבוקר. גם למחרת המשיך חיל האוויר בהפצצות, וגרם לאבדות כבדות בקרב השריון הירדני.
כיבוש המוצבים הירדנים בצפון פרוזדור ירושלים.
אלוף פיקוד המרכז, עוזי נרקיס, הורה למפקד חטיבת הראל, אורי בן ארי, להבקיע דרך צפון פרוזדור ירושלים, בגזרה שבין מעלה החמישה למוצא, במטרה להגיע לתל אל פול לפנות בוקר. המשימה הראשונה שעמדה בפני החטיבה הייתה להגיע מיער בן שמן לפרוזדור ירושלים, משעת מתן הפקודה לנוע (ב-13:25) ועד לשעה המיועדת לתחילת ההתקפה, ב-17:00. למרות הנחייתו של אלוף הפיקוד לחסום את הכביש לירושלים ולאפשר רק תנועה צבאית, נותרה הדרך פתוחה ועמוסה בתנועה, אזרחית וצבאית. מעבר לקושי הלוגיסטי והתנועה העמוסה, הופגזה הדרך על ידי הצבא הירדני, ששלט באש ובתצפית על חלקים נרחבים ממנה.
נרקיס הנחה את אורי בן ארי לבצע הבקעה בשני צירים: האחד, ממעלה החמישה אל גבעת הרדאר (שעליה שוכן כיום היישוב הר אדר), והשני מהקסטל אל מוצבי הלגיון בשייח עבד אל עזיז, ומשם ימשיך אל המוצב בחירבת לאוזה ואל בית סוריכ. שני הכוחות הפורצים יוכלו לחבור בכפר בידו, וממנו לנוע מזרחה לנבי סמואל ולבית חנינא, על במת ההר. בכל ציר היה אמור לפרוץ אחד מגדודי החרמ"ש של החטיבה. הגדוד השלישי של החטיבה, גדוד הטנקים והסיירת החטיבתית היו אמורים להיות בעתודה בקסטל, לניצול ההצלחה.
המח"ט בן ארי היה למוד ניסיון מקרבות מלחמת העצמאות בגזרה זו. בקרבות אלה היה בן ארי מפקד פלוגה בגדוד הרביעי של חטיבת הראל, שהשתתף בניסיון לכיבוש גבעת הרדאר ונבי סמואל באפריל 1948; הניסיון נכשל באבדות כבדות לישראלים. הוא חשש כי הקרבות הקשים של מלחמת העצמאות יחזרו על עצמם: שני הגדודים הפורצים עלולים להיכשל בהבקעת הקו הירדני, או להתעכב ולא להצליח להתגבר בזמן על המוצבים הירדניים. כתוצאה מכך עלול גדוד הטנקים להתעכב, ולא יצליח להגיע בזמן לתל אל פול. בשל כך החליט בן ארי לשנות את תפקידו של כוח העתודה, והטיל עליו לנסות ולפרוץ ציר שלישי, שיגיע ישירות אל בית חנינא. על הסיירת הוטל התפקיד להבקיע ישירות אל בית איכסא כדי להחזיק את ציר התנועה של הגדודים האחרים.
למרות הקשיים הרבים בתנועה מבן שמן לפרוזדור ירושלים, הצליחה החטיבה להגיע בזמן לתחילת הפעולה. בשעה 17:15 החלו הטנקים בירי אל המוצבים הירדניים, ובמקביל החלה הפגזה ארטילרית של מרגמות כבדות על היעדים והפצצה אווירית. בשעה 18:00 החלה ההסתערות הרגלית.
כיבוש מוצבי הרדאר.
מתחם ההגנה הירדני ברדאר כלל שלושה מוצבים: רדאר 1, הסמוך לגבול; רדאר 2, הגדול מבין שלושת המוצבים, שהיה מעט מרוחק יותר ועל גבעה גבוהה יותר; ורדאר 3, המרוחק ביותר. את שלושת המוצבים החזיקה פלוגה של צבא ירדן. המוצבים נועדו למנוע פריצה של צה"ל לאורך הכביש העובר ביניהם, המוביל לכפר בידו. בכפר בידו עצמו הייתה פלוגה נוספת. בנוסף להגנת הכביש על ידי המוצבים, הציב צבא ירדן מכשולים פיזיים על הכביש: נחפרה בו תעלה, הונחו שדות מוקשים, ומוקמו "שיני דרקון" (גושי בטון שנועדו למנוע מעבר טנקים).
למרות החששות הכבדים, היה הקרב על מוצבי הרדאר קצר. האש הארטילרית וההפצצות האוויריות גרמו לנזק כבד במוצבים הירדניים, והקושי העיקרי של גדוד 104 (בפיקוד רס"ן יגאל בן דוד), שעליו הוטלה משימת הפריצה דרך מוצבים אלה, היה פריצת נתיב בשדה המוקשים שהקיף את המוצב. חלק מן המוקשים היו מוקשים שהונחו על ידי צה"ל עוד בימים שלפני המלחמה, אך על מיקומם לא נמסר לכוחות הפורצים. פלוגה א' של הגדוד הסתערה על מוצב רדאר 1 והשלימה את כיבושו עד 19:25 בערב. באותו זמן, תקפה פלוגה ב' את מוצב רדאר 2 באיגוף מזרחי, והשלימה את כיבושו עד אותה שעה. כוח המג"ד, יחד עם פלוגת השריון המסופחת, התעכב במשך כמה שעות במעבר דרך שדה המוקשים תחת אש ארטילרית, ולאחר מכן בהתגברות על תעלת נ"ט ומכשולים נגד טנקים.
במקביל, הופעל גדוד 163 של חטיבת ירושלים, בפיקוד סא"ל שהיה ערוך להגנה באותה גזרה, ועם ההבקעה ביקש לקחת חלק בהתקפה. פלוגה של הגדוד הסתערה על מוצב רדאר 3 והשתלטה עליו עד השעה 22:00. השלב הראשון של ההבקעה בגזרה זו הסתיים בשעה 2:00 לפנות בוקר, כאשר כוח המג"ד של חטיבה 10 מלווה בשריון הצליח לעבור את המכשולים לעבר המוצבים, והחל בתנועה לקראת הסתערות על הכפר בידו. בשעה 4:00 לפנות בוקר כבש הגדוד את הכפר ואת מוצב ג'בל א-שייח שלידו. פלוגת הטנקים שהייתה מסופחת לגדוד הועברה לגדוד 106 (בפיקוד אהרן גל), והגדוד עצמו התארגן להגנה מפני התקפה מצפון.
כיבוש מוצבי שיח עבד אל עזיז וחרבת לאוזה.
ציר הפריצה השני של חטיבת הראל היה ממבשרת ירושלים, לכיוון הכפרים בית סוריכ ובידו, דרך המוצבים שיח עבד אל עזיז וחרבת לאוזה, שהיה מרוחק מעט יותר וגבוה מן המוצב הראשון. מוצבים אלה היו מאוישים בפלוגה אחת של הלגיון הערבי, והיו מוגנים בשדות מוקשים, גדרות תיל ומכשולים נוספים. חלק משדות המוקשים הונחו על ידי ישראל בימים שלפני המלחמה, כהגנה מפני מתקפה ירדנית אפשרית, אך גם כאן לא נמסר עליהם לכוחות הפורצים. לאחר המלחמה הסתבר כי הפיקוד הירדני אכן הורה על התקפה ממוצבים אלה לכיוון הקסטל, המרוחק מהם כקילומטר וחצי בלבד, ואולם הפקודה בוטלה תוך זמן קצר.
משימת הפריצה בציר זה הוטלה על גדוד 106. הגדוד סבל אבדות כבר בשטח ההיערכות בקסטל, וספג אבדות רבות נוספות במהלך ההסתערות דרך שדות המוקשים. למרות ההפגזות וקשיי התנועה הצליחה פלוגה ט' של הגדוד לכבוש את מוצב שיח עבד אל עזיז עד השעה 19:30, תוך חיפוי טנקים ומרגמות. פלוגות כ' ול' שהסתערו על מוצב חרבת לאוזה נהדפו פעם אחת, אך לאחר שביצעו איגוף נרחב ממזרח הסתערו שוב על המוצב והשלימו את כיבושו עד השעה 22:30. אבדות גדוד 106 היו 15 הרוגים ו-42 פצועים, בין ההרוגים היה מפקד פלוגה ט', . לאחר כיבוש המוצבים המשיך הגדוד לכפר בית סוריכ, השתלט עליו ללא קרב, והגיע לצומת בידו בשעה 4:00 לפנות בוקר.
כיבוש בית איכסא, נבי סמואל, בית חנינא ותל א זהרה.
במקביל לפריצה של גדוד 104 וגדוד 106, ניסתה החטיבה למצוא ציר נוסף להבקעה, ממזרח. גדוד 95 עם הסיירת החטיבתית החלו את הטיפוס מעמק הארזים, מצפון להר המנוחות, לכיוון בית איכסא ונבי סמואל. הסיירת החטיבתית התפצלה מתנועתו של הטור הגדודי, טיפסה אל בית איכסא וכבשה את הכפר ללא קרב כבר בשעה 17:45. זמן קצר לאחר מכן השתלטה הסיירת על הצומת שבין נבי סמואל לבית חנינא, כדי למנוע מעבר תגבורת ירדנית לכיוון בידו. פלוגות הטנקים של גדוד 95 עלו במקביל בציר קשה (דרך שכונת רמות אלון של היום), מעט מזרחה משם. העלייה הייתה קשה מאוד, וטנקים רבים של פלוגת הצנטוריונים נתקעו וסבלו נזקים מכניים רבים. למרות זאת, הצליחו חמישה טנקי שרמן ולאחריהם פלוגת החרמ"ש להגיע לצומת שאותה החזיקה הסיירת. הגדוד, יחד עם הסיירת, השתלט על בית חנינא ובשעה 3:30, עם אור ראשון, התבסס על תל א-זהרה השולט על הדרך מירושלים צפונה, ופתח באש על כוחות ירדניים שהיו על הדרך.
בעקבות כלל התקיפות, השלימה חטיבת הראל את החלק הראשון והמכריע של משימתה: החטיבה הגיעה ראשונה לבמת ההר לפאתי ירושלים מצפון, לפני הירדנים, וניתקה את ירושלים המזרחית מן הצפון.
יום שלישי, 6 ביוני, לפנות בוקר: חטיבת הצנחנים 55 מבקיעה דרך החלק הצפוני של הקו העירוני.
שתי דרכי הפעולה בחבירה להר הצופים.