Aby wesprzeć bazę piechoty morskiej, amerykańskie lotnictwo rozpoczęło masową kampanię bombardowań lotniczych (operacja Niagara). W ciągu pierwszych trzech miesięcy amerykańskie samoloty zrzuciły ponad 114 810 ton bomb, a w obronie bazy wystrzelono ponad 158 900 pocisków artyleryjskich za cenę straty 3 zniszczonych samolotów i 35 śmigłowców oraz 23 samolotów i 123 śmigłowców uszkodzonych. Podczas całej bitwy siły amerykańskie wykorzystywały najnowszą znaną wówczas technologię do lokalizowania sił północnowietnamskich w celu namierzania celów. Ponadto wysiłek logistyczny wymagany do wsparcia bazy po jej odizolowaniu wymagał wdrożenia innowacji taktycznych w celu zapewnienia zaopatrzenia oblężonych sił piechoty morskiej.
W marcu 1968 roku połączona grupa zadaniowa piechoty morskiej, armii amerykańskiej i ARW rozpoczęła odsiecz o kryptonimie operacja Pegasus, która ostatecznie przedarła się do oblężonej bazy w Khe Sanh. Amerykańscy dowódcy uznali obronę Khe Sanh za sukces, ale wkrótce po zniesieniu oblężenia podjęto decyzję o demontażu bazy, zamiast ryzykować podobne bitwy w przyszłości. 19 czerwca 1968 roku rozpoczęła się ewakuacja i zniszczenie KSCB. Pośród silnego ostrzału piechota morska próbowała uratować to, co mogła, zanim zniszczyła to, co pozostało, by nie wpadło w ręce wroga.