Trận đánh đầu tiên: Rạp Đại Nam – cú giáng tinh thần vào lính Mỹ

Năm 1969, do giặc truy lùng gắt gao hơn, lực lượng biệt động Sài Gòn phải thay đổi và linh hoạt nhiều chiến thuật. Nhờ thông thạo địa hình nội đô thành phố, Trần Thị Mai được giao nhiệm vụ “tìm địch mà diệt”. Bà đã vận động bạn bè và thành lập tổ nữ biệt động gồm 3 người là Trần Thị Mai, Hoàng Thị Khanh và Nguyễn Thị Dung. Trận đánh đầu tiên bà và các bạn lên kế hoạch tấn công doanh trại lính Mỹ bên cạnh rạp chiếu phim Đại Nam (trên đường Trần Hưng Đạo ngày nay) ngày 20/1/1970. Do không thể đột nhập vào doanh trại của địch nên tổ biệt động quyết định sẽ đặt thuốc nổ ở rạp chiếu phim. 4 kg thuốc nổ mạnh C4 được nhóm của bà ngụy trang trong 2 lon sữa gui-gô đem trót lọt vào rạp Đại Nam. Nhằm hạn chế thương vong cho đồng bào, bà Mai tính toán rất kỹ thời điểm rạp chiếu phim kết thúc suất chiếu để kích hoạt kíp nổ. Vụ nổ thành công, 70 tên lính Mỹ thương vong có ý nghĩa lớn trong việc củng cố tinh thần chiến đấu của lực lượng Biệt động Sài Gòn. Với thành tích này, bà được tặng Huân chương Chiến công hạng ba, còn tổ nữ biệt động được tặng thưởng Huân chương Chiến công hạng nhất.