Trận đánh đêm ngày 28/12/1972 trên bầu trời Sơn La

Trong Chiến dịch Phòng không bảo vệ miền Bắc cuối tháng 12/1972, Vũ Xuân Thiều tham gia đội hình phi công đánh đêm chuyên săn lùng máy bay ném bom chiến lược B-52. Lúc 21 giờ 41 phút đêm 28/12/1972, ông điều khiển máy bay tiêm kích MiG-21 cất cánh từ sân bay dã chiến Cẩm Thủy (tỉnh Thanh Hóa), được sở chỉ huy dẫn đường vòng qua hệ thống máy bay tiêm kích hộ tống của Hoa Kỳ để tiếp cận tốp B-52 trên vùng trời Cò Nòi (tỉnh Sơn La). Khi phát hiện mục tiêu ở cự ly gần, ông phóng đồng loạt hai quả tên lửa không đối không vào chiếc B-52. Nhận thấy mục tiêu bị thương nhưng chưa bị tiêu diệt hoàn toàn, Vũ Xuân Thiều đã tăng tốc độ điều khiển chiếc MiG-21 lao thẳng vào thân máy bay B-52, phá hủy hoàn toàn pháo đài bay của đối phương và anh dũng hy sinh. Ông được Nhà nước truy tặng danh hiệu Anh hùng Lực lượng vũ trang nhân dân ngày 20/12/1994.