مرحله‌ی اول عملیات  
غروب روز نهم اردیبهشت، قبل از تاریکی، رزمنده‌های ایرانی از دو محور از کارون عبور کردند؛ محور قرارگاه نصر و فتح. پیاده‌ها بیشتر با قایق، و ماشین‌ها و تجهیزات زرهی سنگین از روی پل‌های پی‌ام‌پی. نیروها با کمک بچه‌های اطلاعات-عملیات به سمت جاده‌ی اهواز-خرمشهر پیش رفتند. در محور کرخه‌کور، رزمندگان قرارگاه قدس با عبور از معبرهایی که بچه‌های شناسایی از دل موانع دشمن بازکرده بودند به دشمن نزدیک شده و نزدیک ساعت یک شب با دشمن درگیر شدند. شامگاه نهم اردیبهشت وارد روز دهم شد و ساعتی از آغاز دهم اردیبهشت گذشته بود که رمز عملیات خوانده شد.
ترکیب نیروهای ایران ترکیب عجیبی بود. بسیاری از نیروهای مردمی به تدریج به جبهه اضافه شده بودند که ایران تجهیزات مناسبی برای آن‌ها نداشت. اسماعیل قهرمانی: «نزدیك به 19 كیلومتر راه را می‌بایست تا رسیدن به جاده‌ی آسفالتِ اهواز-خرمشهر طی می‌كردیم. نیروها نه جیب خشاب داشتند، نه به اندازه‌ی كافی قمقمه داشتیم که به آن‌ها بدهیم. همان شب، قبل از حركت، آمدند و كنار رودخانه به هر نفر دو، سه خشاب و چند مشت فشنگ دادند.
برادرهای ما به خاطر نداشتن جیب خشاب ناچار شدند فشنگ‌ها و خشاب اضافی را توی جیب شلوارشان بگذارند. بعضی‌ها هم كه كوله‌پشتی داشتند، آن‌ها را توی كوله‌پشتی ریختند. با یك وضع فقیرانه و مظلومانه‌ای این برادرها روانه‌ی عملیات ‌شدند، ولی آن ایمان و اخلاصشان چنان روحیه‌ای به آن‌ها داده بود كه هیچ‌كس غصه‌ی كم و كسری مهمات و تداركات را نداشت.»
در محور کارون، قرارگاه فتح خیلی خوب پیش رفت و به جاده‌ی اهواز-خرمشهر رسید و منتظر ‌ماند تا قرارگاه نصر هم به جاده برسد. اما در محور قرارگاه نصر، کار گره خورد. فشار عراقی‌ها زیاد بود و فرماندهان ایرانی نگران بودند مبادا ارتش عراق آگاهانه رزمندگان را به قتلگاه فرا خوانده باشد. کماندوهای ورزیده‌ی عراق گروه‌گروه به سمت جاده می‌آمدند تا رزمندگان ایرانی را بکشند. جنگْ جنگِ تن با تانک بود، اما رزمندگان ایرانی شش روز تمام در گرمای کلافه‌کننده‌ی اردیبهشت ماه خوزستان ایستادند و جنگیدند؛ رزمنده‌هایی که خیلی‌هایشان کم‌تر از بیست ‌سال داشتند. فرمانده گردان ایرانی آن‌قدر آرپی‌جی زد که از گوش‌هایش خون می‌چکید. علی ‌بوربور، از رزمندگان ایرانی: «در پنج شبانه‌روزی كه از عملیات می‌گذشت تلفات زیادی داده بودیم. شاید نزدیك به 200 نفر از بچه‌های گردان شهید شده بودند. اگر عراقی‌ها از وضعیت نابسامان بچه‌های گردان ما در پشت خاكریز مطلع بودند، می‌توانستند بیایند و كاملاً تا پشت خاكریز را بگیرند و اگر پشت خاكریز را می‌گرفتند، آن وقت كل بچه‌های تیپ ما را توی آن دشت صاف قتل‌عام می‌کردند و واقعاً یك فاجعه به‌وجود می‌آمد. شلیك گلوله‌ی كلاشنیكف برای عقب‌ زدن كماندوهای عراقی جوابگو نبود. بچه‌ها مدام با آرپی‌جی به سمت آن‌ها شلیك می‌كردند. فرمانده‌ گردانمان، برادر حسین قجه‌ای، تا آخرین لحظه‌، كه تقریباً همه شهید شده بودند، جنگید.»
نیروهای محور قرارگاه قدس در زمین‌ پرمانع دشمن، زیر آتش پرحجمش گیر کردند و پیشرفتی نداشتند. البته این محور تمرکز را از عراقی‌ها گرفته بود و بخشی از توان عراقی‌ها را درگیر خود کرده بود که اگر این درگیری نبود فشار بیشتری به نیروهای قرارگاه فتح می‌آمد.

مرحله‌ی دوم عملیات  
در طرح مرحله‌ی دوم، که 16 اردیبهشت آغاز شد، رزمندگان قرارگاه قدس در محور کرخه‌نور دوباره شانس‌شان را امتحان می‌کردند. رزمندگانی هم که در جاده‌ی اهواز-خرمشهر بودند به سمت مرز و شلمچه پیش می‌رفتند. عراقی‌ها که پیش‌بینی کرده بودند ایرانی‌ها به سمت خرمشهر بروند، با رفتن ایرانی‌ها به سمت مرز غافلگیر و وحشت‌زده شدند. اگر ایرانی‌ها از مرز عبور می‌کردند و طبق طرح‌شان به نشوه می‌رسیدند از آن‌جا تا خرمشهر عراقی‌ها محاصره می‌شدند.
فرماندهی عراق که نه تنها خرمشهر که بصره را هم در تهدید می‌دید، تصمیم هوشمندانه‌ای گرفت. قید جنگیدن با نیروهای قرارگاه قدس را زد و زمین‌های اشغالی را که روبروی قدس بود رها کرد و نیروهایش را جمع کرد و برد روبروی قرارگاه فتح و نصر گذاشت تا ایرانی‌ها به مرز نرسند و اگر رسیدند از مرز عبور نکنند.
قرارگاه قدسی‌ها، که در مرحله‌ی اول جنگ سختی را پشت ‌سر گذاشته بودند، این بار هر چه پیش آمدند عراقی ندیدند؛ عراقی‌ها قبل از رسیدن ایرانی‌ها رفته بودند. درنتیجه هویزه، پادگان حمید و، جفیر آزاد شد. البته عراقی‌ها از هر جا عقب رفته بودند جز ویرانه باقی نگذاشته بودند. نه از پادگان حمید چیزی مانده بود نه از شهر هویزه؛ جز یک ساختمان و یک مسجد.
حالا دیگر ایرانی‌ها می‌جنگیدند تا به مرز بین‌المللی و بعد ساحل شط‌العرب برسند. عراقی‌ها هم شدید مقاومت می‌کردند تا چنین نشود. گروهی از ایرانی‌ها به مرز رسیدند اما گروه دیگر، که باید به مرز شلمچه می‌رسیدند، موفق نبودند. حضور نیروهای پرشمار عراقی تصور عبور از مرز و رسیدن به آن سوی ساحل شط‌العرب را از ایرانی‌ها دور کرد.

مرحله‌ی سوم عملیات  
عبور از مرز بسیار پیچیده به نظر می‌رسید، فرماندهان ایرانی خیزشان را کوتاه‌تر کردند و هدف اصلی ایرانی‌ها در این مرحله رساندن باقی نیروهایشان به شلمچه بود تا عراقی‌ها را در خرمشهر محاصره کنند. 19 اردیبهشت مرحله‌ی سوم عملیات آغاز شد. یازده روزی نیروهای ایران تلاش کردند دو کیلومتر جلو بروند و خرمشهر را محاصره کنند، اما به نتیجه نرسیدند.
دو طرف از نفس افتادند، اما عراقی‌ها موقعیتشان را حفظ کردند. گرمای اواخر اردیبهشت خوزستان به داغی می‌زند و کلافه‌کننده است. مردم و مسئولان، همه، منتظر آزادی خرمشهر بودند. روزنامه‌های ایرانی بیش‌تر از یک هفته بود می‌نوشتند خرمشهر در آستانه‌ی آزادی است. ایرانی‌ها بی‌رمق و خسته بودند و ممکن بود با ضدحمله‌ی عراق داشته‌های عملیات را از دست بدهند.
در هیچ‌کدام از عملیات‌های بزرگ قبلی، نبرد تا این حد طولانی و پرفشار نبود. در عملیات ثامن‌الائمه درگیری شدید و جنگ بی‌وقفه دو روز بود، در طریق‌القدس حدود یک هفته و در فتح‌المبین هم همین حدود اما حالا با وجود دو هفته جنگ پرفشار هنوز خرمشهر در دسترس نبود. نیروها و حتی فرماندهان زیادی کلافه شده بودند. خستگی نیروها و فرماندهان جلسات جنگی را هم پرتنش کرده بود اما محسن رضایی و صیاد شیرازی می‌دانستند بدون آزادی خرمشهر پیروزی‌های این عملیات چشمگیر نخواهد بود و چه بسا ارتش عراق هم جانی جدید بگیرد که گرفتن خرمشهر را سخت‌تر و پیچیده‌تر کند.
محمدجعفر اسدی، از فرماندهان جنگ: «خرمشهر در محاصره‌ی كامل قرار داشت، اما هر چه تلاش می‌كردیم به نتیجه نمی‌رسیدیم. هفت، هشت شبانه‌روز بچه‌ها جنگیده بودند. نیروی بسیار زیادی در خرمشهر بود، موانع سختی هم درست كرده بودند. از طرف قرارگاه رفتم خط. توصیه كرده بودند هر جوری هست نگذارید عراقی‌ها بخوابند. اگر این‌ها بخوابند فردا حتماً پاتك سنگینی می‌كنند.
نیروها تحلیل رفته بودند. مهمات هم به حداقل رسیده بود. به هر شكل باید شب به خط می‌زدیم. وارد خط شدیم. دنبال فرمانده تیپ می‌گشتیم. یك مرتبه گلوله‌ای آمد. پشت خط كسی داد می‌زد آمبولانس را بگویید بیاید. یكی می‌گفت برانكارد را بگویید بیاورند.
یكی می‌گفت اول مجروح‌ها را ببرید، یكی می‌گفت شهدا را از سر راه بچه‌ها بردارید، می‌خواهند بروند عملیات بكنند، در روحیه‌شان تأثیر می‌گذارد. بنده‌ خدایی داد می‌زد آقا تجمع نكنید شاید گلوله‌ی بعدی هم بیاید. گلوله‌ی بعدی هم درست همان ‌جا آمد و وضعیتِ خیلی رقت‌باری درست کرد.
فرمانده‌ گردان گردانش را به خط كرد و به‌شان گفت كار به هیچ‌چیز نداشته باشید. بروید. اگر قرار است پشت این خاكریز بچه‌های ما تكه‌تكه بشوند، چه بهتر برویم و عملیات كنیم. این‌ها را از این منطقه برداشت رفتند جلوی خاكریز و جاهایی که با گلوله‌ گود شده بود. بچه‌ها را پراكنده كرد تا شب عملیات كنند. بسیجی‌ای تفنگش را به كمرش انداخته بود و قطار فشنگ هم دور كمرش بود. پیشانی‌بندش را هم محكم بسته بود. زمزمه می‌كرد، طوری که صدایش كاملا به گوش می‌رسید. امام زمان (عج) را صدا می‌زد. هر چه می‌گذشت صدایش بیشتر و بیشتر می‌شد. می‌گفت آقا تا كی ما باید پرپر شویم؟ چرا شما ما را كمك نمی‌كنید؟ اشك می‌ریخت و با آقا خیلی خودمانی صحبت می‌كرد. بعد هم آن طرف خاكریز، در آن گودال‌ها، به دستور فرمانده‌ گردانش نشست برای عملیات.»

مرحله‌ی چهارم عملیات  
نیروهای اطلاعات-عملیات آخرین وضعیت دشمن را در شناسایی‌های شبانه گزارش دادند. تعدادی نیروی تازه‌نفس هم از شهرهای ایران به جبهه رسیدند. محسن رضایی و صیاد شیرازی در جلسه‌ی دونفره‌شان تمام گزارش‌ها و بحث‌ها را مرور کردند. حمله به محدوده‌ی نهر خین طرحی بود که یک‌باره به ذهن هر دو رسید؛ منطقه‌ای در جنوب شلمچه و نزدیک‌تر به خرمشهر. بیشترین نیروی عراق صرف جلوگیری از رسیدن ایرانی‌ها به نشوه و شلمچه بود و خین در دسترس‌تر بود. صیاد شیرازی می‌گوید: «در قرارگاه كربلا چند جلسه با فرماندهان گذاشتیم. نتیجه‌ای نگرفتیم. اوضاعی كه آنان از یگان‌هایشان شرح می‌دادند نشان می‌داد نیروها توان لازم را ندارند و باید هر چه زودتر آن‌ها را بازسازی كنیم. یعنی باید كار را رها می‌كردیم و می‌رفتیم دنبال بازسازی و سازمان‌دهی مجدد.
من و آقای محسن رضایی رفتیم اتاق جنگ تا یك جلسه‌ی دو نفری تشكیل دهیم. به‌ لحاظ روحی و روانی فشار عجیبی را احساس می‌كردیم. مانده بودیم كه چطور وضعیت این‌گونه شد. تمام لشكرهایی را كه در اختیار داشتیم ـ و اسمشان لشكر بود ـ از رمق افتاده بودند. یكی از بزرگ‌ترین و والاترین امدادهای خدایی كه در زندگی احساس كرده‌ام لطف عجیبی بود كه خداوند در این جلسه نصیب ما دو نفر كرد. در بحثی كه كردیم، نه‌تنها یك ذره اختلاف نظر در صحبت‌هایمان نبود بلكه همین‌كه شروع به صحبت كردیم ناگهان دیدیم هر دو به یك طرح واحد رسیده‌ایم. چشمان هر دویمان از خوشحالی درخشید. به‌قدری خوشحال شده بودیم كه انگار كار تمام شده است.» وقتی صیاد شیرازی طرح را با فرماندهان درمیان گذاشت آن‌ها تعجب و اعتراض کردند. می‌گفتند نمی‌شود که هر لحظه با طرحی جدید نیروها را به منطقه‌ای کشاند. صیاد برآشفته شد، اما بعد از چند ساعت بحث، ایرانی‌ها به نتیجه رسیدند طرح را اجرا کنند. اگر چه عراقی‌ها نیروی بیشتری داشتند، اما روحیه‌ی ایرانی‌ها قوی‌تر بود. از کاخ ریاست‌جمهوری مدام به ارتش عراق فرمان می‌رسید که محاصره‌ی خرمشهر باید شکسته شود و هر کس فرار یا سرپیچی کند اعدام می‌شود. هنوز بیش از ده هزار نظامی عراقی در خرمشهر بودند.
سرانجام روز اول خرداد ایرانی‌ها به خط دفاعی عراق در نهر خین حمله و در پایان روز دوم خرداد خرمشهر را محاصره کردند. ارتش عراق غافلگیر شد و از شلمچه به خین پاتک کرد که نیروهای ایران مقاومت کردند. صبح سوم خرداد ایرانی‌ها نیروهای محدودی در دروازه‌های خرمشهر داشتند و صیاد شیرازی مردد بود که به هفتصد نیرو دستور بدهد به شهری که در آن پانزده‌هزار سرباز عراقی هست حمله کنند یا نه. اما آن پانزده‌هزار نیرو راه را نشان دادند. ناگهان صف بستند تا اسیر شوند؛ خب نیروهای ایرانی هم راه دیگری نداشتند؛ برای اسیر کردن آن‌ها باید وارد شهر می‌شدند. در نتیجه ‌ظهر سوم خرداد همه‌ی مردم ایران خبر آزادی خرمشهر را شنیدند و خوشحال شدند. ایران غرق در جشن و شادی شد؛ رزمندگان هم.
چهارم و پنجم خرداد عراقی‌ها تلاش کردند مقاومت نیروهای ایران را در خین بشکنند و به خرمشهر برسند که مسلم بود تلاشی بیهوده است.
پیروزی ایرانی‌ها بزرگ و باشکوه بود و صحنه‌ی صف طولانی اسرا از نظامیان صدام از صحنه‌های ماندگار تاریخ ایران شد. احمد غلامپور می‌گوید: «موقع فتح خرمشهر من در هلی‌كوپتر در آسمان بودم؛ حدود پنج، شش كیلومتری خرمشهر. از آن بالا زیباترین صحنه‌ ‌صف ‌و ستون اسرای عراقی‌ها بود كه از شهر و سنگرهایشان بیرون آمده‌ بودند و رو به سوی ایران اسلامی می‌رفتند. تقریباً كل فتح خرمشهر را من از آن بالا نگاه می‌كردم. آن احساس و حالت هیچ‌وقت از یادم نمی‌رود و زبان عاجز از توصیف زیبایی آن صحنه‌هاست. ای كاش می‌شد آن صحنه‌ها را به تصویر كشید.»
ایرانی‌ها خرمشهر را گرفته بودند و حالا که فرماندهان از نزدیک استحکاماتی را که حزب بعث برای نگه‌داشتن خرمشهر تدارک دیده‌ بود را می‌دیدند، شگفتی‌شان بیشتر می‌شد. حسن باقری، از فرماندهان ارشد عملیات: «عراق در اجرای طرح‌های ایذایی برای حفظ و نگه‌داری خطوط دفاعی خود، دست هیتلر و موسولینی را از پشت بسته بود، از جمله‌ی این خطوط دفاعی نهر عبید و سابله و مین‌های شمال غربی بستان و یا طرح دفاعی خرمشهر را می‌توان نام برد. آن‌ها با استفاده از موانع طبیعیِ زمین برای تشكیل خطوط دفاعی مستقیم، طرحی را تهیه كرده‌ بودند كه نخست كالك آن را دیدیم و سپس آن را روی زمین، در جنوب رودخانه‌ی كرخه‌‌نور، به طول بیش از سی كیلومتر مشاهده كردم.
نخست میدان مین كه بنا به موقعیت عمق‌های مختلفی دارد. سپس دو ردیف سیم خاردار لوله‌ای كه یك ردیف هم روی آن می‌اندازند و از هر طرف دو ردیف به حساب می‌آید و عرض آن حدود سه متر و ارتفاع آن نیز همین حدود است. پس از آن، سیم خاردار خطی كه نمی‌تواند چندان عامل مقاومت باشد. پس از آن، خندق كه عرض آن بنا به موقعیت دو تا سه متر و عمقش دو متر است و در صورت امكان، كف آن را یا آب می‌اندازند و یا مین می‌كارند یا سیم خاردار می‌كشند یا سیم‌خاردار و مین هر دو وجود دارد. سپس، كانالی كه سنگر افراد در آن، به صورت انشعابی و زیگزاگ احداث شده است؛ پس از هر سه سنگر نفری، یك تیربار مستقر است. البته،‌ در صورت امكان سنگرهای نفری سقف‌های نیم‌دایره‌ای دارد و پشت این خط سنگرهای تجمعی است و پس از این خط، تازه سنگرها و سكوهای تانك می‌باشد.»