RSN-75V2 制导雷达
然而，越南人却没能从中获得太多好处，因为苏联人不肯提供比“德维纳”更先进的防空系统给越南人了，原因出乎意料：当时中苏关系非常冷淡，这种情况下两国为了援助越南又走到一起，中国允许苏联的援越物资通过中国铁路线转运到越南，这就是鲜为人知的“中苏联运”。当时中国正值“文革”时期，国内形势混乱，苏联人很害怕中国人借机窃取苏联人的先进技术，于是对援越武器性能作出种种限制。但不管怎么说，最后苏联人还是同意把更先进的 S-125“伯朝拉”防空导弹系统提供给越南人，可惜直到 1972 年底 S-125 系统还没形成战斗力，而此时一场更大规模的空中战役即将打响。
苏联顾问制导越军操作 S-125“伯朝拉”防空导弹系统
1972 年初，越共发动了对南越大城市的大规模地面攻势，史称“新春攻势”，为了回应越共的进攻，美国恢复了对非军事区的空中打击。1972 年 11 月22日夜，越军使用 S-75 防空导弹击落了一架美军 B-52D“同温层空中堡垒”轰炸机，这是 B-52 首次被防空导弹击落。1972 年 12 月中旬，巴黎四方谈判陷入僵局，为了逼迫越南签署和平协定，尽快“体面的结束越战”，美国总统尼克松下令恢复对北纬 17 度线以北地区进行轰炸，越战的最后一战——“后卫 II”战役打响了。与以往空中打击相比，美军仍旧把目标锁定在河内和海防，不同的是此次美军主要使用 B-52 战略轰炸机对这两个地区进行地毯式轰炸，意图彻底摧毁越南人的抵抗意志，与此相对应的是越军也把主要防空力量部署在这两个地区。过去 B-52 轰炸机组得到的命令是“放弃轰炸那些有 S-75 防空导弹阵地防御的地区”，但这次他们却接到明确命令：“无视对方防空导弹威胁，不惜一切代价坚持到底！”
到了 1972 年，美军所有作战飞机上都安装了电子对抗系统，对 B-52 也不例外。所有参战的 B-52D 型轰炸机和半数 B-52G 型轰炸机都被升级到电子对抗 V 级标准，剩下的 B-52G 仍停留在比较陈旧的电子对抗 III 级标准，仅能提供基本的电子对抗手段。更糟糕的是美军对苏联专家改装 FR-15 无线电信号转发器，美军针对 S-75 导弹制导指令欺骗战术已经失效的情况一无所知。
越军方面情况也不好，手头还有 1,500 枚 SA-2 导弹库存，但有 40% 的导弹存在技术故障。河内的导弹库存量很低，因为多数导弹都被抽调到南部地区去支持当地防空作战去了。由于美军的轰炸行动多集中在夜间，越军预先制定的雷达跟踪+光学辅助瞄准战术失去了意义，不得不改用更复杂的“三点法”手动制导来与美军斗法。
1972 年 12 月 18 日夜，B-52 轰炸机群对河内进行了首次轰炸。最初美军施放的电子干扰成功的让越南防空雷达陷入迷盲，为了掩护 B-52 轰炸机群，美军电子干扰机特意投放了大量箔条组成了所谓“箔条走廊”，越军地面雷达无法透过“箔条走廊”跟踪轰炸机群。可不幸的是当晚高空刮起的强风吹散了这个“箔条走廊”，当 B-52 轰炸机群飞越越军防空导弹阵地上空时，越军“扇歌”雷达抓住片刻时机成功的锁定了目标。更糟糕的是当 B-52 轰炸机群完成投弹后完成所谓“掉头转弯”时，预先施放的各种电子干扰手段都会失效！当晚三架 B-52 轰炸机被击落，两架严重受损。另外美军战略空军司令部的参谋们在制订轰炸计划时还犯了个不大不小的错误：为了避免空中碰撞，规定每两个攻击波次之间有 4 个小时的固定时间间隔，这使得越军不但有充足时间防空导弹阵地修整装弹、调整部署，也能提前预测对方下一轮打击目标。
12 月 20 日夜，美军对河内进行了第二次轰炸，而这场轰炸却成了一场不折不扣的灾难。越军第 361 防空导弹师下辖各导弹营在 B-52 轰炸机群上一次轰炸经过的空域下设伏。让越南人吃惊的是，这次美军机群竟然没有丝毫改变航路的意思，还是沿着原路大摇大摆的飞来。因为 19 日一天美军停止轰炸，越军充分利用这宝贵的战斗间隙大搞战术创新：包括如何充分利用雷达烧穿距离和敌机完成轰炸后的大回转来提高雷达探测目标的能力；越军雷达手还采用间歇性开机-关机战术诱使美军“野鼬鼠”战机发射的“百舌鸟”反辐射导弹偏离目标，故意打开雷达引诱美机发射导弹，等美机一发射“百舌鸟”就立即关闭雷达，让失去目标的“百舌鸟”自行坠毁。越军的努力收到了立竿见影的效果，美军第一攻击波（其中有不少是自卫能力很差的 B-52G 型轰炸机）里有三架 B-52 轰炸机被当场击落，整整一晚损失了 6 架 B-52 轰炸机。这场战斗让越南人信心倍增，第二天竟然退出了巴黎四方和平会议以示要挟。不得已之下，美军轰炸机群开始轰炸越南其他战略目标，同时开始尝试改变战术。与之对应，越军把原本防卫海防的第 363 防空导弹师调往河内，增强首都圈的防御。
12月 26 日夜，经过几天的休整，B-52 轰炸机群又一次光顾河内上空。这一次美军采用了全新的战术：彻底摒弃了以往多波次机群沿着同一条航线按照固定一小时间隔飞临目标上空，投弹后在转向 180 度沿原路返航的呆板战术，改为多个机群以 20 分钟短间隔，沿不同航线从不同方向分别飞临目标上空投弹，投弹后严禁掉头，而是再向前飞一段距离后才调整航向开始返航；其次为了更好的掩护轰炸机群，美军播撒了更稠密的“箔条走廊”；最后美军出动的所有轰炸机都是有较强自卫能力的 B-52D 型轰炸机。这一晚的轰炸行动很成功，美军一口气倾泻了超过 2,000 吨炸弹。反观越军，虽然也发射了大量防空导弹，但战果却收效甚微，在对方强电子干扰下仅击落了一架 B-52 轰炸机，此外还有一架被击伤后坚持着飞回泰国基地。惨重的损失迫使越南政府第二天就致电华盛顿希望重启和平谈判。接下来几天，美军继续对越南其他目标进行中小规模的夜间轰炸，包括储存 SA-2 导弹的军火库和转运中心，这让越军的抵抗更加力不从心。12 月 31 日，双方同意重启和平谈判，当晚的轰炸行动被取消。“后卫 II”战役宣告结束。
这也许是 B-52 曝光率最高的照片之一，这架 B-52F 投下的 M117 炸弹一直沿用至今