Trước tình hình như vậy, ngày 13/8/1945, Hội nghị toàn quốc của Đảng họp ở Tân Trào quyết định tổng khởi nghĩa giành chính quyền về tay nhân dân. Ở Quảng Bình, tại hội nghị cán bộ toàn tỉnh ngày 17/8/1945, lệnh tổng khởi nghĩa được đồng chí Tố Hữu thay mặt Trung ương truyền đạt đến tổ chức đảng và Tỉnh bộ Việt Minh. Hội nghị thống nhất lấy ngày 23/8/1945 làm ngày tổng khởi nghĩa trong toàn tỉnh. Không khí cách mạng sôi nổi hào hứng chuẩn bị cho cuộc tổng khởi nghĩa giành chính quyền bừng lên trên toàn tỉnh Quảng Bình.
     Tại Tuyên Hóa, lúc này chi bộ Thanh Thủy gấp rút tổ chức cuộc họp bí mật tại xã Tiến Hóa do đồng chí Lê An - Bí thư chi bộ chủ trì để quán triệt lệnh Tổng khởi nghĩa của tỉnh, đôn đốc tiến hành các công việc chuẩn bị mọi mặt để tiến tới khởi nghĩa giành chính quyền về tay nhân dân.
     Trong khi đồng chí Lê An đang đi họp Uỷ ban khởi nghĩa ở tỉnh, ở huyện tiếp nhận chủ trương của tỉnh, ngày 18/8/1945, đồng chí Hoàng Diệu chủ trì hội nghị ở Minh Cầm và thành lập Uỷ ban khởi nghĩa huyện gồm 7 người: Đồng chí Lê An làm Chủ tịch, đồng chí Hoàng Diệu làm Phó Chủ tịch và 5 uỷ viên gồm các đồng chí: Đoàn Vân (uỷ viên Quốc phòng), Phạm Long Vân (uỷ viên Tuyên giáo), Trương Đạt (uỷ viên Tài chính), Cao Điền (uỷ viên kinh tiếp tế) và ông Phạm Câu (uỷ viên dân vệ). Đồng thời đề ra nhiệm vụ trước mắt của Ủy ban khởi nghĩa là mật báo cho cơ sở danh sách Uỷ ban khởi nghĩa, sẵn sàng chuẩn bị lực lượng để tham gia khởi nghĩa; Tổ chức mít tinh tại chợ Minh Cầm vào sáng ngày 23/8/1945, để tuyên truyền chủ trương của Việt Minh, sau khi khởi nghĩa thành công.
     Thực hiện nhiệm vụ của Uỷ ban khởi nghĩa, ngày 21/8/1945, đồng chí Phạm Quang Vĩ đưa thư của Việt Minh Cô Tám tỉnh cho viên tri huyện. Ngày 22/8/1945 vận động quần chúng chăng khẩu hiệu trên đường vào chợ Minh Cầm. Đến khoảng 9, 10 giờ đêm nhận được lệnh khởi nghĩa của tỉnh với nội dung: “Cử đại diện về ngay Thanh Thuỷ nhận một tiểu đội cảnh vệ 5 người có vũ trang bằng súng trường do Trần Công Chất tiểu đội trưởng chỉ huy; cấp tốc tiến hành cuộc khởi nghĩa lúc chưa rạng sáng ngày 23/8”. Ủy ban khởi nghĩa lúc này có 4 người nhưng đã hội ý và phân công mỗi người chỉ huy một mũi tiến công.
      Đồng chí Đoàn Vân về Thanh Thuỷ (xã Tiến Hoá), tiếp nhận tiểu đội cảnh vệ, xin chi viện thêm một trung đội tự vệ do đồng chí Nguyễn Ư phụ trách; đồng chí Đặng Lợ làm Trung đội trưởng và huy động 5 chiếc thuyền lớn để chở quân đi lên huyện lỵ theo đường sông Gianh. Đồng chí Hoàng Diệu về huy động lực lượng ở 2 thôn Cổ Cảng và Xuân Mai (xã Mai Hoá) tập trung tại bến đò Mai Hoá để lên thuyền tiến về huyện lỵ. Đồng chí Trương Đạt huy động lực lượng ở 2 thôn Lâm Lang, Lạc Sơn (xã Châu Hoá) đi theo đường sắt lên Minh Cầm. Đồng chí Phạm Long Vân phối hợp với ông Phạm Câu (thanh niên yêu nước), ông Hồ Duy Tùng (Chánh tổng Thượng lưu) huy động lực lượng ở 2 thôn Sảo Phong, Minh Cầm (xã Phong Hoá), tập trung phía sau huyện đường chờ quân ở dưới lên thì phối hợp hành động.
Mũi ở Tiến Hoá xuất phát bằng thuyền vào lúc 4h sáng từ bến đò Lâm Lang, đi được một khúc sông thì bị cạn, mọi người phải lên đi bộ, thuyền chạy không đến bến ga Lạc Sơn, dừng lại chở quân qua Minh Cầm. Mũi ở Lâm Lang, Lạc Sơn đi theo đường xe lửa đến ga Lạc Sơn thì gần sáng. Đồng chí Trương Đạt một mặt cho quân xuống thuyền để lên huyện lỵ Minh Cầm (cơ quan đầu não của chế độ thực dân phong kiến thời bấy giờ) mặt khác cho người vào kiểm soát điện tín của ga. Lúc này trưởng ga đưa một bức điện của Tuần Vũ Nguyễn Thơ điện cho tri huyện Tuyên Hoá với nội dung: “Khi nào quân đội Việt Minh đến thì phải để cho họ tự do hành động, nếu ai cản trở sẽ phải chịu trách nhiệm”. Bấy giờ ở ga Lạc Sơn cũng có một tiểu đội phối hợp hành động do anh Nguyễn Xán phó ga chỉ huy. Khi thuyền chở quân lên đến bến Minh Cầm (trước huyện đường) thì vừa sáng. Các lực lượng ở các mũi khác cũng đã kéo đến vây kín huyện lỵ.
      Trước sức mạnh áp đảo của các lực lượng cách mạng, trong huyện đường nha lại khăn áo chỉnh tề ra đón tiếp (riêng Tri huyện Nguyễn Ba đã bỏ trốn về Quảng Trạch vào ngày 22/8/1945). Lúc này, trong Ủy ban khởi nghĩa có đồng chí Hoàng Diệu, Trương Đạt và Đoàn Vân, các đồng chí cho nổ súng hiệu lệnh, lập tức các lực lượng xông thẳng vào huyện đường. Lá cờ đỏ sao vàng được kéo lên trên cột cờ tung bay trước gió, thay cho lá cờ quẻ ly, báo hiệu chế độ xiềng xích nô lệ của thực dân phong kiến trên địa bàn huyện Tuyên Hóa đã bị đập tan, chính quyền cách mạng đã về tay nhân dân. Quần chúng nhân dân vui mừng phấn khởi, từ khắp nơi kéo về huyện lỵ Minh Cầm ngày càng đông.
      07 giờ sáng ngày 23/8/1945, Uỷ ban khởi nghĩa tổ chức cuộc mít tinh tại huyện lỵ Minh Cầm với đông đảo quần chúng nhân dân tham gia; đồng chí Phạm Long Vân báo cáo thắng lợi của cuộc khởi nghĩa và tuyên truyền giải thích chủ trương đường lối của Việt Minh cho mọi người.
     Sau khi cướp chính quyền ở huyện lỵ, chỉ 2 ngày sau, Ủy ban khởi nghĩa huyện đã chỉ đạo các làng xã trong huyện tổ chức khởi nghĩa thắng lợi và lập nên UBND cách mạng lâm thời huyện và xã. Đây là hình thức tổ chức Nhà nước cấp huyện và cấp xã đầu tiên được thành lập sau cách mạng tháng Tám thành công, nhằm thực hiện nhiệm vụ chính quyền dân chủ nhân dân, điều hành việc xây dựng và bảo vệ chính quyền, bảo vệ thành quả cách mạng trên địa bàn huyện.
      Cách mạng tháng Tám ở Tuyên Hóa thành công, đánh dấu sự trưởng thành của lực lượng cách mạng, ghi nhận sự đóng góp to lớn của sức mạnh khối đại đoàn kết toàn dân trong Mặt trận Việt Minh dưới sự lãnh đạo sáng suốt của Đảng.

Hồ Duy Thiện