Chiến dịch Linebacker II
Diễn biến > Ngày 27/12/1972

Đến ngày 27/12, tình trạng thiếu đạn trên bệ phóng đã được khắc phục. Lực lượng tên lửa phòng không đánh B-52 được bổ sung một khối lượng đạn khá lớn từ Thanh Hóa và Quân khu IV chuyển ra. Số lượng tên lửa dự trữ của các trung đoàn tên lửa phòng không quanh Hà Nội và Hải Phòng đã lên đến hàng trăm quả, các tiểu đoàn tên lửa đã được cung cấp tới 3 cơ số đạn. Tại mỗi tiểu đoàn kỹ thuật cũng đã có dự trữ hơn 60 quả tên lửa chưa lắp ráp.
Sau trận đánh lớn đêm 26/12, những đêm tiếp theo, số phi vụ hoạt động của B-52 sụt hẳn, mỗi đêm Mỹ chỉ cho khoảng 60 chiếc B-52 cất cánh. Đêm 27 tháng 12, Không lực Hoa Kỳ huy động 60 chiếc B-52, đồng thời tiếp tục sử dụng 26 chiếc A-7 và 29 chiếc F-4 đánh phá ban ngày để dọn đường cho B-52 tập kích ban đêm. Phán đoán sự “xuống sức” của Mỹ, Bộ Tư lệnh Quân chủng Phòng không-Không quân hạ quyết tâm đánh một trận tiêu diệt lớn. Các đơn vị tên lửa được lệnh bắn không hạn chế, không cần tiết kiệm để có thể đánh rơi nhiều B-52 hết mức có thể, gây thêm sức ép để buộc Mỹ phải chấm dứt chiến dịch.
Hồi 23 giờ 00 phút, Tiểu đoàn tên lửa 94 (Đoàn Thành Loa) ở Tam Sơn bắn rơi một B-52 tại Quế Võ (Bắc Ninh). Lúc 23 giờ 03 phút, Tiểu đoàn tên lửa 72 (Đoàn Nam Triệu) từ trận địa Đại Chu bắn rơi tại chỗ một B-52 trên đường Hoàng Hoa Thám và hồ Hữu Tiệp (Ba Đình, Hà Nội); cách Hội trường Ba Đình khoảng 800 m. Đến 23 giờ 04 phút, Tiểu đoàn 77 (Đoàn Cờ Đỏ) từ trận địa Chèm đánh trúng một B-52 nhưng không rơi tại chỗ. Tiểu đoàn 59 (Đoàn Cờ Đỏ) ở trận địa Xuân Đồng cũng bắn trúng một B-52 nhưng không rơi tại chỗ. Phía Hoa Kỳ thừa nhận chiếc B-52 số đuôi 56-0605, mật danh "Cobalt 02" cất cánh từ Andersen bị bắn rơi tại chỗ lúc 23 giờ 03 phút; chiếc B-52 số đuôi 56-0599, mật danh "Ash 02" bị trúng SA-2 lúc 23 giờ và rơi tại Lào. Ngoài ra hãng Boeing còn ghi nhận thêm một chiếc B-52 bị hư hại do MiG bắn (số hiệu 56-0083).
Cũng trong đêm 27 tháng 12, không quân chiến thuật Hoa Kỳ xác nhận chiếc trực thăng HH-53 mật danh "Jolly Green" bị súng phòng không tầm thấp bắn hạ khi đang làm nhiệm vụ tìm cứu phi công ở Hòa Bình.
Cũng trong đêm ngày 27 tháng 12, lần đầu pháo đài bay B-52 bị hạ bởi một máy bay tiêm kích MiG-21, do Phạm Tuân điều khiển. B-52 tuy chỉ có khả năng không chiến yếu, nhưng nó luôn có đội hình gồm hàng chục chiếc tiêm kích F-4 bay theo để bảo vệ, nên việc công kích là rất khó. Phạm Tuân kể lại: Do B-52 trang bị nhiều mồi nhiệt làm nhiễu đầu dò tên lửa nên ông đã cố gắng áp sát B-52 ở cự ly 2–3 km rồi mới phóng tên lửa (dù tầm bắn của tên lửa là 8 km), ở cự ly này tên lửa chỉ mất 2-3 giây để tới mục tiêu nên chiếc B-52 sẽ không kịp thả mồi nhiễu. Rút kinh nghiệm từ vụ của Vũ Đình Rạng (chỉ phóng 1 quả tên lửa thì không đủ để hạ tại chỗ B-52) nên ông đã phóng liền cả hai tên lửa vào mục tiêu, không giữ lại tên lửa dự phòng. Sau khi bắn, Phạm Tuân giảm tốc, kéo máy bay lên cao và lật ngửa để thoát ly thì nhìn thấy chiếc B-52 nổ, sau đó máy bay lao vượt qua phía trên điểm nổ. Tuy nhiên do động tác cơ động thoát ly cấp tốc này nên máy ảnh phía mũi chiếc MiG-21 đã không thể chụp lại khoảnh khắc đó làm tư liệu.
Phạm Tuân kể tiếp: "Khi lên trời rồi, phi công phải nhanh chóng đi vào điều kiện thuận lợi, vậy chúng ta phải phán đoán F-4 thường chặn chúng ta ở đâu, tầm cao nào để chúng ta tránh. Nếu F-4 bay ở độ cao 3 km thì chúng ta phải bay cao hơn, tốc độ hơn. Tất cả những kinh nghiệm đó để xây dựng thành phương án bay để tránh F-4. Lên thấy F-4 nhiều lắm, bên phải có, bên trái có. Bên dưới chỉ huy là vượt qua mà đi. Vậy vượt qua bằng cách nào? Ở đây là bản lĩnh của phi công, phải phán đoán được tình huống như thế nào. Trận đánh B-52 của tôi rất nhanh, tiếp cận B-52 chưa đầy một phút. Khi tiếp cận đằng sau B-52 với tốc độ rất cao, 1.500 km/h so với tốc độ của B52 là 900 km/h nên đã vượt qua tất cả. Vượt qua phải bao gồm tất cả nỗ lực, từ tổ chức chỉ huy, sân bay cất cánh, dẫn đường, để có được điều kiện tốt nhất. Hiệp đồng với binh chủng tên lửa phải chặt, khi tên lửa bắn lên F-4 phải dạt ra tránh, chúng tôi tranh thủ để vượt qua. Rồi lựa chọn hướng vào tiếp cận B-52 như thế nào. Tất cả tạo nên điều kiện thuận lợi nhất đánh B-52. Tôi bắn B-52 xong rồi mà F-4 vẫn ở đằng sau nhưng không làm gì được."
Một số nguồn tài liệu Hoa Kỳ cho rằng tên lửa của ông đã bắn trượt, chiếc B-52 đã trúng tên lửa SA-2 rồi nổ trên không trung, khiến Phạm Tuân nghĩ rằng tên lửa của ông đã phá hủy mục tiêu. Nhưng nếu phân tích, điều này là rất khó xảy ra. Thời gian từ khi phóng tên lửa tới khi thoát ly của Phạm Tuân chỉ kéo dài 4-5 giây. Trong số các phi công Mỹ bị bắt, trung úy Paul Louis Granger, phi công phụ lái B-52 khai máy bay của anh ta bị MiG bắn trước, sau đó lại bị tên lửa SA-2 bồi thêm. Tuy nhiên đó là trường hợp của chiếc B-52D số hiệu 56-0622, mật danh "Orange 03" bị bắn rơi tại Yên Viên lúc 20 giờ 32 phút (tức 13 giờ 32 phút giờ GMT) ngày 20 tháng 12 năm 1972.