Sau một thời gian chuẩn bị chu đáo thì đúng 19 giờ ngày 22/12/1960, lực lượng tham gia Đồng khởi bắt đầu hành quân từ dốc Đá Ngó, hốc Cây Quăng, Đá Chồng, Hòn Chuối ra đến gò Mả Vôi thôn Phú Hữu, rồi chia thành ba cánh tiến đến trụ sở xã, nổ súng đánh vào trung đội dân vệ, bắt tên Phó Đại diện giao nộp con dấu, giấy tờ, tài liệu…

Do được vận động từ trước, nên khi nghe tiếng súng nổ ở trung tâm xã, hàng nghìn quần chúng từ các hướng đổ ra đường, mang theo gậy gộc, giáo mác kéo về trụ sở xã tại Mỹ Xuân dự mít-tinh biểu dương tinh thần anh dũng của đồng bào không sợ hiểm nguy, hưởng ứng lời kêu gọi của cách mạng đứng lên lật đổ chính quyền độc tài Ngô Đình Diệm. Hòa Thịnh trở thành xã đầu tiên của đồng bằng khu V do chính quyền cách mạng làm chủ.

Từ cuộc Đồng khởi Hòa Thịnh, lực lượng cách mạng tiếp tục diệt ác, phá kèm ở các xã Hòa Đồng, Hòa Tân, Hòa Mỹ, Hòa Hiệp; vùng giải phóng của tỉnh Phú Yên mở rộng với trên 20.000 dân, phong trào sản xuất nuôi quân, đóng góp ủng hộ cách mạng phát triển hơn bao giờ hết. Cũng từ Đồng khởi Hòa Thịnh, hàng ngàn thanh niên của Phú Yên tình nguyện gia nhập bộ đội giải phóng, thoát ly vào căn cứ, đi khắp các chiến trường Khánh Hòa, Đắk Lắk làm nhiệm vụ chống Mỹ, ngụy, cứu nước.

Đồng khởi Hòa Thịnh là cuộc đồng khởi đầu tiên ở một xã vùng đồng bằng Phú Yên đã giành thắng lợi nhanh gọn; là bước đột phá làm rung chuyển bộ máy thống trị ở cơ sở nông thôn của địch, cổ vũ mạnh mẽ khí thế cách mạng nổi dậy của nhân dân trong tỉnh, tiến đến đấu tranh giải phóng tỉnh Phú Yên. Đồng khởi Hòa Thịnh cũng là điểm mở đầu cho phong trào giải phóng các tỉnh đồng bằng Khu V, góp phần vào công cuộc kháng chiến chống Mỹ xâm lược, giải phóng hoàn toàn miền Nam, thống nhất đất nước…