Det var nu dags för ett blodigt inbördeskrig. Sihanouk dömdes till döden i sin frånvaro vilket var en tydlig och överdriven akt av den nya regeringen. Regeringen kom att regera på sina egna villkor under de närmaste 5 åren. Lon Nol gav direkt de vietnamesiska trupperna ett ultimatum att dra tillbaka sina styrkor inom en vecka annars skulle det blir krig. Eftersom inga vietnamesiska soldater ville återvända till hemlandet för att möta amerikanerna så var detta mer en direkt krigsförklaring. Den 30 april 1970 invaderade USA och södra vietnamesiska styrkor Kambodja för att attackera och få bort de kvarvarande styrkorna. Som en följd av invasionen drog de vietnamesiska soldaterna sig djupare in i Kambodja, vilket ytterligare störde Lon Nols regering. Den lilla arme som försökte försvara Kambodja hade inte en chans utan vietnameserna som gått ihop med de Röda Khmererna intog halva landet och de tog över Angkor 1970.
1969 började USA ett program där de fram till 1973 bombade stora delar av Kambodja vilket medförde att desto fler som miste livet, desto fler anhängare fick de Röda Khmererna. Fruktansvärda strider upptogs och en hemsk tid började för miljontals människor. Många bönder flydde till säkerheten i Phnom Phen och andra städer. De Röda Khmererna gjorde nu allt för att försöka störta regeringen och sammarbetade med Vietnam (även om de inte skulle medge det). Mellan 1970 och 1975 dog hundratusentals människor i striderna. Som ledare för de Röda Khmererna stod nu Pol Pot och Leng Sary som tidigare flytt till landsbyggden under 60 talet. De rörde sig nu sakta mot Ho Chi Minh tillsammans med de vietnameser som stannat i landet. Pol Pot kommer senare att bli känd som en motståndare till Vietnam vilket han tydligt visade genom att avrätta sina allierade vietnameser.
Under tiden blev Lon Nols regering allt mer impopulär på grund av den otroliga korruption som rådde. Lon Nol var allmänt känd som en ineffektiv ledare besatt av vidskepelse, förmögenhet och mystiska korståg. Trots massiva amerikanska insatser och ekonomiskt stöd, lyckades Lon Nol aldrig vinna mot de röda khmererna. Lon Nol flydde landet i början av april 1975. Den 17 april 1975 överlämnades Phnom Penh sedan till de Röda khmererna och förlusten av landet var stor.
