Thực hiện chỉ đạo của Bộ Tư lệnh Quân khu Sài Gòn - Gia Định, các đơn vị bảo đảm chiến đấu của Biệt động Thành đã xây dựng nhiều cơ sở bí mật nhằm phục vụ chiến đấu lâu dài. Từ năm 1966, đồng chí Trần Văn Lai (Mai Hồng Quế) - cán bộ Biệt động Thành đã chọn, mua nhà số 287/70 đường Phan Đình Phùng (nay là đường Nguyễn Đình Chiểu), làm nơi cất giấu hơn hai tấn vũ khí.

Hầm chứa vũ khí - Di tích Cơ sở giấu vũ khí của Biệt động Thành đánh Dinh Độc Lập

Tại đây, lúc 01 giờ 30 phút sáng ngày 31 tháng 01 năm 1968 (tức mùng một rạng mùng hai Tết Mậu Thân), Đội 5 Biệt động (thuộc cụm 345) gồm 15 cán bộ, chiến sĩ do đồng chí Trương Hoàng Thanh chỉ huy, đã nhận vũ khí và xuất phát, tấn công Dinh Độc Lập, đầu não của chính quyền tay sai.

Lúc 01 giờ 45 phút, toàn đội đi trên ba xe hơi loại nhỏ tiến đến cổng hông Dinh Độc Lập, trên đường Nguyễn Du. Tổ xung kích dùng bộc phá phá cổng, nhưng không nổ. Một số chiến sĩ lao vào trong khuôn viên, nhưng bị địch bắn chặn. Địch đã khống chế hướng tấn công, xung kích không vào được, phải triển khai đội hình chiến đấu trên đường Nguyễn Du. Đến gần sáng thì toàn đội đã hy sinh bảy đồng chí, trong đó có Đội trưởng Trương Hoàng Thanh. Tám đồng chí còn lại thì phân nửa đã bị thương, rút vào cố thủ trên lầu 3 nhà số 56 đường Thủ Khoa Huân. Các chiến sĩ vẫn ngoan cường chiến đấu suốt ngày 31, đánh lui nhiều đợt phản kích của địch. Đến 3 giờ sáng ngày 01 tháng 02, bảy đồng chí còn lại di chuyển đến ngôi nhà số 108 đường Gia Long (nay là đường Lý Tự Trọng), do kiệt sức và hết đạn, tất cả rơi vào tay giặc.

Kết quả trận đánh Dinh Độc Lập, Đội 5 bắn cháy ba xe Jeep, diệt và làm bị thương gần 100 tên (có một số tên Mỹ). Ta hy sinh tám đồng chí, bị thương bốn đồng chí, địch bắt bảy đồng chí. Đội 5 Biệt động được tặng thưởng Huân chương Quân công hạng ba và được tuyên dương Anh hùng Lực lượng vũ trang nhân dân vào ngày 20 tháng 12 năm 1969.

Bốn ngày sau trận đánh, địch phát hiện cơ sở số 287/70 đường Phan Đình Phùng và bắt giữ đồng chí Trần Văn Lai, chúng tịch thu nhà, tài sản và chiếm giữ đến ngày 30 tháng 4 năm 1975.

Hầm bí mật chứa vũ khí của lực lượng Biệt động Thành đánh Dinh Độc Lập tồn tại giữa trung tâm Sài Gòn, gây bất ngờ cho kẻ thù, thể hiện sự mưu trí, táo bạo trong công tác phục vụ chiến đấu của quân và dân Sài Gòn - Gia Định.

Di tích đã được Bộ Văn hóa xếp hạng là di tích lịch sử quốc gia tại Quyết định số 1288–VH/QĐ ngày 16 tháng 11 năm 1988.

Để đánh Dinh Độc Lập, Biệt động Thành còn sử dụng số vũ khí trong hầm nhà đồng chí Lê Tấn Quốc ở số 438/58 đường Lê Văn Duyệt (nay là đường Cách Mạng Tháng Tám), quận 3.