Bổ nhiệm Tiểu đội trưởng Khẩu đội Pháo cao xạ 37mm
Sự chuyển sang binh chủng Pháo cao xạ hiện đại và trọng trách lãnh đạo tiểu đội của Tô Vĩnh Diện.
Tháng 5 năm 1953, để chuẩn bị cho các trận đánh lớn có tính chiến lược, Quân đội ta quyết định thành lập Trung đoàn Pháo cao xạ 367 – đơn vị pháo cao xạ chủ lực đầu tiên của Quân đội Nhân dân Việt Nam. Tô Vĩnh Diện được điều chuyển từ bộ binh sang binh chủng mới này và được cất nhắc làm Tiểu đội trưởng thuộc Đại đội 827, Tiểu đoàn 394, Trung đoàn Pháo cao xạ 367. Lực lượng pháo cao xạ trang bị loại pháo 37mm hiện đại do các nước bạn viện trợ. Với trọng trách mới, Tô Vĩnh Diện vừa phải nhanh chóng làm chủ kỹ thuật khí tài phức tạp, vừa phải quản lý, rèn luyện tiểu đội của mình thành một khối đoàn kết, giỏi thao tác, sẵn sàng đáp ứng yêu cầu khắt khe của binh chủng pháo binh.
