Trận Đồng Xoài năm 1965 hay Đợt II Chiến dịch Đồng Xoài do Mặt trận Dân tộc Giải phóng miền Nam Việt Nam tiến hành. Đây là trận lớn nhất trong giai đoạn này của Chiến tranh Việt Nam.
Đồng Xoài là địa danh nằm cách Sài Gòn 55 dặm về hướng Tây Bắc. Tại đây là nơi đặt các cơ sở của quận và chi khu Đôn Luân. Ngày 25 tháng 5 năm 1965, quân của biệt đội A-342 đã được chuyển vào khi doanh trại được xây xong. Ngoài nghĩa quân, địa phương quân, Đồng Xoài cũng là căn cứ tân lập của lực lượng đặc biệt và có văn phòng cố vấn Mỹ trên 30 người. Với hệ thống phòng thủ mạnh, Quân đội Việt Nam Cộng Hòa tự tin rằng căn cứ của họ có thể chống cự lại được tấn công của đối phương.
Trong những tháng trước khi dẫn đến trận Đồng Xoài 1965 – Battle of Dong Xoai, Quân giải phóng đã nhiều lần xuất kích qua Phước Bình và Sông Bé. Các cuộc tấn công này dù có quy mô nhỏ nhưng đã thúc giục phe Mặt trận mở cuộc tấn công tại huyện Đồng Xoài.
Kể từ ngày Lực lượng đặc biệt đến, doanh trại này liên tục chịu các cuộc tấn công bằng súng cối của quân đối phương mà không biết ý định của đối phương là gì và Lực lượng đặc biệt trong trại tin rằng đó là quấy nhiễu như thông thường. Quan điểm đó được củng cố thêm bởi các cuộc tấn công của quân Mặt trận vào các mục tiêu liên quan ở Phước Bình, nơi Tiểu đoàn 5 của Trung đoàn Q762 phòng thủ khu vực và phải gánh chịu thương vong nặng nề bởi lực lượng phòng thủ của Quân lực Việt Nam Cộng hòa.
Việc phá hủy tiêu khu Phước Bình và các cuộc tấn công lớn vào Sông Bé đã khiến cho lực lượng tăng viện gồm 2 trung đoàn của Quân lực Việt Nam Cộng Hòa được chuyển tới. Với việc bổ sung quân này, việc tuần tra được tăng cường. Trong vòng hơn 2 tuần, tần suất các cuộc tấn công tăng lên. Mặc dù vậy, quân trong doanh trại này có ít thời gian để chuẩn bị ứng phó với cuộc tấn công cuối cùng của Quân giải phóng với lực lượng gồm Q762 và một số bộ phận của Trung đoàn Q763 mới được thành lập.
Trận Đồng Xoài bắt đầu vào ngày 10 tháng 6 sau nửa đêm, khi Q762 của Mặt trận với một số đơn vị từ Q763, một phần của Sư đoàn 9 đã tiến hành các cuộc tấn công quận Đôn Luân với các loạt súng cối không ngớt và các hỏa lực nhỏ, bắn vào các boong ke và các vị trí súng máy. Vòng phòng thủ ngoài của tiêu khu bị phá hủy và Quân giải phóng chiếm được các hệ thống boong ke chủ chốt. Thiếu úy Charles W. Williams – chỉ huy của lực lượng cố vấn Mỹ ra lệnh cố gắng phòng thủ
Không quân Hoa Kỳ và Việt Nam Cộng hòa đã liên tục oanh kích bằng bom napalm nhằm hỗ trợ đơn vị phòng thủ, nhưng quân Mặt trận đã bám chặt các vị trí bên trong các đồn điền cao su. Từ Tân Sơn Nhất, đại đội trực thăng 118 của Hoa Kỳ đưa binh sĩ của sư đoàn 5 VN vào tăng viện cho mặt trận Đồng Xoài. Tuy nhiên, lực lượng chính để phản công là tiểu đoàn 52 Biệt Động Quân. Hoa Kỳ cũng đưa vào đây một tiểu đoàn bộ binh Mỹ, nhưng tướng Westmoreland cho lệnh án ngữ bất động bên ngoài..
Hỏa lực phòng không dày đặc của Quân giải phóng đã ngăn cản máy bay oanh kích tầm thấp buộc phải bay cao và yểm trợ không còn chính xác và Tiểu đoàn 42 của Quân lực Việt Nam Cộng Hòa phải đổ quân từ xa xuống Thuận Lợi, nơi họ lập tức giao chiến và tiếp tục cho đến đêm. Tiểu đoàn 7 nhảy dù được lệnh vào ứng cứu và đã tổn thất nặng với toàn bộ sỹ quan của Tiểu đoàn đều tử trận.
Các điều kiện bên trong quận Đồng Xoài tiếp tục xấu đi với việc thực phẩm, nước, thuốc men và đạn dược còn ít. Sau một đêm nữa kinh sợ bên trong trại, người ta đã quyết định rút quân.
Trận Đồng Xoài kết thúc ngày 11 tháng 7 khi quân giải phóng đã rút lui và biến mất trong rừng để lại Quân lực Việt Nam Cộng Hòa bị đánh tan tác với tổn thất là 800 quân chết còn Mỹ thì có 7 cố vấn tử trận, 15 bị thương và 13 mất tích. Đây là con số cố vấn tổn thất nhiều nhất một lần của riêng năm 1965.
Chiến thắng tại trận Đồng Xoài đã vượt quá mong đợi của Bộ Tư lệnh Mặt trận Dân tộc Giải phóng miền Nam Việt Nam. Dù Quân giải phóng không giữ được trận địa, họ vẫn có thể giữ được vị trí và đạt được mục tiêu gây tổn thất cho những đơn vị tốt nhất của Quân lực Việt Nam Cộng hòa. Quân giải phóng rút lui và mang theo một chiến thắng chiến thuật cũng như các cơ hội tuyên truyền. Theo Mặt trận, chiến thắng Đồng Xoài đã “thêm một trang vẻ vang vào lịch sử đấu tranh của Mặt trận Dân tộc Giải phóng miền Nam Việt Nam chống cuộc chiến tranh của Đế quốc Mỹ xâm lược”.
Trung đoàn Q762 của Mặt trận đã được Mặt trận gọi tên “Trung đoàn Đồng Xoài” sau cuộc chiến thắng quân sự này.
