De oorlogsescalatie in Vietnam begon met het incident met de Golf van Tonkin. Op 2 augustus 1964, USS Maddox, een Amerikaanse torpedojager, werd aangevallen in de Golf van Tonkin door drie Noord-Vietnamese torpedoboten tijdens een inlichtingenmissie. Een tweede aanval leek twee dagen later te hebben plaatsgevonden, hoewel de rapporten vaag waren (het lijkt nu dat er geen tweede aanval was). Deze tweede 'aanval' leidde tot Amerikaanse luchtaanvallen op Noord-Vietnam en de goedkeuring van het Congres door Zuid-Azië (Golf van Tonkin). Deze resolutie stond de president toe militaire operaties in de regio uit te voeren zonder een formele oorlogsverklaring en werd de wettelijke rechtvaardiging voor escalatie van het conflict.
Ter vergelding voor het incident in de Golf van Tonkin gaf president Lyndon Johnson bevelen uit voor de systematische bombardementen op Noord-Vietnam, gericht op zijn luchtverdediging, industriële locaties en transportinfrastructuur. Beginnend op 2 maart 1965, en bekend als Operation Rolling Thunder, zou de bomcampagne meer dan drie jaar duren en zou een gemiddelde van 800 ton bommen per dag in het noorden vallen. Om Amerikaanse luchtbases in Zuid-Vietnam te beschermen, werden diezelfde maand 3.500 mariniers ingezet, die de eerste grondtroepen werden die zich inzetten voor het conflict.
In april 1965 had Johnson de eerste 60.000 Amerikaanse troepen naar Vietnam gestuurd. Het aantal zou escaleren tot 536.100 tegen het einde van 1968. In de zomer van 1965 voerden Amerikaanse troepen onder het commando van generaal William Westmoreland hun eerste grote offensieve operaties tegen de Viet Cong uit en scoorden overwinningen rond Chu Lai (operatie Starlite) en in de Ia Drang-vallei. Deze laatste campagne werd grotendeels uitgevochten door de 1st Air Cavalry Division die pionierde met het gebruik van helikopters voor snelle mobiliteit op het slagveld.
Leren van deze nederlagen, betrekt de Viet Cong zelden opnieuw Amerikaanse troepen in conventionele veldslagen, die liever hun toevlucht nemen tot aanvallen en hinderlagen uitvoeren. In de komende drie jaar concentreerden Amerikaanse troepen zich op het zoeken en vernietigen van Viet Cong en Noord-Vietnamese eenheden die in het zuiden actief waren. Regelmatig oplopende grootschalige sweeps zoals Operations Attleboro, Cedar Falls en Junction City, Amerikaanse en ARVN-troepen veroverden grote hoeveelheden wapens en voorraden, maar namen zelden grote formaties van de vijand aan.
In Saigon begon de politieke situatie te kalmeren in 1967, met de opkomst van Nguyen Van Theiu aan het hoofd van de Zuid-Vietnamese regering. De beklimming van Theiu naar het presidentschap stabiliseerde de regering en beëindigde een lange reeks militaire juntas die het land sinds de verwijdering van Diem hadden bestuurd. Desondanks liet de veramerikanisering van de oorlog duidelijk zien dat de Zuid-Vietnamezen niet in staat waren het land alleen te verdedigen.