Nguyễn Phước Hoàng
Tham gia quân ngũ

Tháng 8 năm 1945, cách mạng tháng Tám nổ ra, Trường Thanh niên tiền tuyến Huế nhận lệnh từ Bộ chỉ huy quân sự tỉnh thành lập đơn vị Giải phóng quân Thuận Hóa. Ủy ban chấp hành Giải phóng quân được thành lập do Phan Hàm làm Trưởng, Cao Văn Khánh làm Phó, Tôn Thất Hoàng làm Thư ký, giữ con dấu của Ủy ban.
Ngày 23 tháng 10, ông cùng các bạn học như Nguyễn Thế Lâm, Lâm Quang Minh, Vũ Quang Hồ, Phan Nhĩ,... tham gia Chi bộ Nam tiến chi viện cho chiến trường Nha Trang. Tôn Thất Hoàng là trợ lý tác chiến cho Chỉ huy phó Mặt trận Nha Trang Hà Văn Lâu, sau đó kiêm chỉ huy căn cứ địa Đồng Trăn.
Tháng 1 năm 1946, Chi đội Bắc Bắc do Lư Giang chỉ huy đến chi viện cho chiến trường Khánh Hòa, Chi đội Thuận Hóa rút về vùng Láng Nhớt, Bồng Sơn đánh du kích. Duy nhất Tôn Thất Hoàng ở lại chiến đấu ở Đồng Trăn cho đến khi mặt trận bị vỡ vào mùng Một Tết (2 tháng 2 năm 1946). Ông bắt liên lạc được với Hà Văn Lâu, Nguyễn Minh Vĩ, Trần Chí Hiền,... đón phái đoàn Thanh tra của Chính phủ do Bộ trưởng Lê Văn Hiến dẫn đầu, từ Sài Gòn trở ra. Ông cùng một số đồng đội và bạn học được điều động về Trường Võ bị Trần Quốc Tuấn với cương vị Đại đội trưởng Đại đội 2 (C2). Tháng 5, Khóa 1 của Trường Võ bị Trần Quốc Tuấn bắt đầu khai giảng, và tốt nghiệp vào tháng 11 cùng năm.
Cuối năm 1946, Tôn Thất Hoàng cùng Hoàng Đình Phu được điều về Cục Quân giới đóng ở Ứng Hòa (Hà Đông). Ông tham gia Nha Nghiên cứu kỹ thuật Quân giới, được bổ nhiệm làm Trưởng phòng Tác chiến công dụng thuộc Nha. Tiếp đó Nha lần lượt được bổ sung Phạm Đồng Điện, Ngô Điền, Hoàng Xuân Tùy, Lê Khắc, Nguyễn Văn Thu, Nguyễn Trinh Tiếp, Đỗ Đức Dục, Nguyễn Văn Bào, Phạm Duy Khương, Nguyễn Đức Thừa, Bùi Minh Tiêu, Phan Văn Diên, Lê Văn Chiểu, Phan Tây, Phan Thượng Trí, Phạm Văn Ngân, Hồ Hữu Phương, Lê Phương Cảo... và cuối cùng là Hồ Thanh Kha. Dưới sự chỉ đạo của Cục trưởng Trần Đại Nghĩa, ông cùng các bạn học thời Cao đẳng (Hoàng Đình Phu, Phạm Đồng Điện, Ngô Điền, Lê Khắc, Phạm Duy Khương,...) tham gia nghiên cứu và chế tạo vũ khí, với thành công đầu tiên là súng bazooka kịp thời chi viện cho chiến trường Hà Đông.
Tháng 3 năm 1947, Nha Nghiên cứu kỹ thuật cùng Cục Quân giới rút về Tuyên Quang, ông cùng các đồng nghiệp tiếp tục tham gia chế tạo thành công các loại súng không giật SKZ 60, SKZ 81, SKZ 120, trong đó SKZ 60 đã lập công đầu trong trận Phố Ràng (1949). Theo Đại tá Hoàng Đình Phu, những người trực tiếp nghiên cứu, thí nghiệm và sản xuất các ngòi nổ điện cho đầu đạn 320 ly gồm Tôn Thất Hoàng, Nguyễn Văn Thu, Đỗ Đức Dục, Ngô Điền, Thái, Kha, Sâm.
Tháng 5 năm 1950, ông được chuyển sang làm Trưởng phòng Nghiên huấn thuộc Cục Pháo binh do Cục trưởng Trần Đại Nghĩa kiêm nhiệm. Trên cương vị này, ông đã tham gia đào tạo sĩ quan xạ kích lựu pháo 105mm, với những khẩu pháo mới thu được từ tay Pháp. Tháng 7 năm 1951, Cục pháo binh chuyển thành Bộ tư lệnh Pháo binh, ông được bổ nhiệm làm Tiểu đoàn trưởng, quyền Tham mưu trưởng Trung đoàn 34 (45) lựu pháo, tham gia nhiều trận chiến quan trọng, trong đó có trận đồi A1 trong Chiến dịch Điện Biên Phủ.
Năm 1954, trước Chiến dịch Điện Biên Phủ, ông được trao quân hàm Thiếu tá. Năm 1958, ông tiếp tục được phong quân hàm Thiếu tá khi đang giữ chức Trung đoàn phó. Theo lời tự thuật, trong suốt 14 năm tham gia quân ngũ, ông chưa từng bị thương bởi bom đạn mà chỉ phải điều trị một lần duy nhất do sốt rét.