Ngày 5/8/1964 là kết quả của một quá trình âm mưu lâu dài, hòng thực hiện chiến lược chuyển đổi chiến tranh của đế quốc Mỹ. Đã có nhiều dấu hiệu báo trước về một chiến dịch khốc liệt trên vùng biển và vùng trời của Việt Nam những năm 1960. Tại Hội nghị chính trị đặc biệt diễn ra ngày 27 và 28/3/1964, Chủ tịch Hồ Chí Minh đã chỉ rõ âm mưu và hành động chiến tranh xâm lược của đế quốc Mỹ. Người tuyên bố: “Nếu đế quốc Mỹ liều lĩnh động đến miền Bắc thì nhất định chúng sẽ thất bại thảm hại. Vì nhân dân cả nước sẽ cương quyết đánh lại chúng; vì các nước xã hội chủ nghĩa và nhân dân tiến bộ thế giới sẽ hết lòng ủng hộ ta; vì nhân dân Mỹ và các nước đồng minh của Mỹ sẽ phản đối chúng”.

Từ giữa năm 1961, Mỹ - Diệm tiến hành chiến lược “Chiến tranh đặc biệt”, dùng người Việt Nam đánh người Việt Nam, kết hợp những thủ đoạn chiến tranh xâm lược tàn bạo của đế quốc có vũ khí và trang bị kỹ thuật hiện đại với những biện pháp khủng bố, đàn áp dã man… Tuy nhiên, Phong trào Đồng Khởi và đặc biệt là chiến thắng Ấp Bắc 1963 cho thấy Chiến tranh đặc biệt đã bắt đầu phá sản.

Maxwell Taylor, Cựu đại sứ Mỹ tại miền Nam Việt Nam giai đoạn 1964-1965, từng nói: “Trong nhiệm kỳ một năm của mình ở Sài Gòn, tôi đã phải chứng kiến 5 chính phủ khác nhau. Chính phủ Sài Gòn đã quá suy yếu, sau 5 lần thay đổi, tình hình rối ren như vậy là bằng chứng cho việc chúng tôi sắp thất bại hoặc là chúng tôi phải thay đổi mục tiêu hoặc là chúng tôi phải bỏ nhiều tiền hơn nữa cho cuộc chiến này”.

Để cứu vãn sự thất bại của chiến lược "Chiến tranh đặc biệt" ở chiến trường miền Nam, đế quốc Mỹ đã tìm cách dựng lên cớ tấn công miền Bắc, hòng phá hoại công cuộc xây dựng chủ nghĩa xã hội và ngăn chặn sự chi viện của hậu phương lớn miền Bắc đối với tiền tuyến lớn miền Nam. 

Ngày 2/8/1964, đã diễn ra cuộc đụng độ khi tàu khu trục Maddox của Mỹ ngang nhiên vi phạm có hệ thống lãnh hải Việt Nam từ Đèo Ngang (Quảng Bình) ra đảo Hòn Mê (Thanh Hóa), có lúc vào sâu cách bờ biển Việt Nam chỉ 6 hải lý (gần 11km) và đã bị các tàu phóng lôi của Hải quân Việt Nam đánh đuổi tại khu vực phía Đông Hòn Mê. Điều này được dư luận nhiều nước, có cả dư luận Mỹ thừa nhận và kịch liệt lên án hành động xâm phạm trắng trợn đó của Hải quân Mỹ.

Những người Mỹ chủ trương tiến đánh miền Bắc Việt Nam hiểu rằng, nếu chỉ vin vào màn kịch dối trá đã bị phơi bày để đánh phá miền Bắc Việt Nam thì “chưa đủ sức thuyết phục” dư luận. Vì vậy, Mỹ phải dựng thêm cái gọi là "Sự kiện Vịnh Bắc Bộ" rằng: “Đêm 4/8/1964, các tàu phóng lôi của Hải quân Việt Nam một lần nữa lại vô cớ tấn công khu trục Maddok và USS Turner Joy của Mỹ đang hoạt động bình thường trên vùng biển quốc tế”. Đây là sự bịa đặt còn trắng trợn hơn nữa, bởi hôm đó thời tiết rất xấu, ngoài khơi Vịnh Bắc Bộ đang có giông bão, hoàn toàn không có một tàu phóng lôi hoặc tàu chiến đấu nào của Việt Nam - lúc đó là những chiến hạm nhỏ bé, hoạt động trong khu vực mà Mỹ rêu rao.

Dù vậy, bất chấp dư luận và lẽ phải, lãnh đạo nước Mỹ vẫn vin vào cớ đó để ngày 5/8/1964 ra lệnh tiến hành Chiến dịch "Mũi tên xuyên" (Operation Pierce Arrow), bất ngờ cho 64 lần chiếc máy bay đánh “trả đũa”, tấn công ồ ạt vào 4 khu vực mục tiêu ven biển miền Bắc Việt Nam là Cảng Gianh (Quảng Bình), Vinh - Bến Thủy (Nghệ An), Lạch Trường (Thanh Hóa) và Bãi Cháy (Quảng Ninh) mở đầu cho cuộc chiến tranh phá hoại quy mô lớn vào miền Bắc Việt Nam.