Ở Hội nghị Tỉnh ủy mở rộng tại Triều Dương, đồng chí Lê Minh và đồng chí Nguyễn Thượng Phương đã bàn với Tỉnh ủy lập chiến khu và đưa quân đội trở về hoạt động, Tỉnh ủy đã đồng ý. Vị trí tổng quát của chiến khu: tiếp nối chiến khu Phú Lộc, làm bàn đạp vào thị xã Thuận Hóa dễ dàng, qua cư dân huyện Hương Thủy tiếp cận với thành phố, con đường tiếp tế của Huyện Phú Vang qua các làng trù phú, tiền chiến khu của Huyện Hương Thủy... Chiến khu là một vùng rộng lớn, trung tâm nằm giữa Động Hoàng, Phú Bài, Phường Chánh và giáp với Trường Sơn.

Đồng chí Trần Quý Hai triệu tập một cuộc họp xác định vị trí mà quân đội sẽ đóng. Cuộc họp có đồng chí Trần Quý Hai - trung đoàn trưởng trung đoàn 101, Hà Văn Lâu - tiểu đoàn trưởng tiểu đoàn 18, Nguyễn Sinh Thí - người chỉ huy đánh thắng trận Đất Đỏ, và đồng chí Trần Sử.

Đồng chí Trần Sử báo cáo vị trí chiến khu, các đồng chí kiểm tra lại trên bản đồ quân sự Pháp và thấy toàn bộ gần hết là cây lúp xúp cao 1m đến 1.2m. Anh Nguyễn Sinh Thí đề nghị xác định lại vị trí đóng quân của chiến khu nối tiếp là rừng cây của dãy núi Giăng Màn.

Quân đội cử người xác định địa điểm đóng quân, tổ chức nhà cửa và lương thược cùng với đồng chí Trần Sử báo cáo với đồng chí Lê Minh. Địa điểm chiến khu xác định tại Động Bồ. Động Bồ là ngọn núi đi xa thấy được nhiều u lớn mà nhân dân gọi là Động Mỏ Tàu.

`Đồng chí Lê Minh giao cho quyết tử quân và các chi bộ ở tiền chiến khu xây dựng chiến khu. Bộ đội địa phương huyện Phú Lộc cử trung đội trưởng vệ quốc đoàn Tôn Thất Hiếu phát một đường nối liền với chiến khu La Hy.

Để tưởng nhớ đến hai đồng chí đã hy sinh, đồng chí Lê Trạc (Hải), Thường vụ Tỉnh ủy, phụ trách huyện ủy Phú vang và đồng chí Nguyễn Thượng Phương, chiến khu gọi là chiến khu Phương Hải.  

Sau khi chiến khu Phương Hải thành lập, quân dân ta tổ chức một số trận đánh và diệt tề trừ gian, mở rộng chiến khu. Ta làm chủ hoàn toàn con đường liên lạc Bắc Nam, mở một vành đai bảo vệ ở phía Tây huyện Hương Thủy, qua đó, tạo ra một tiền đề to lớn để xây dựng chiến khu Dương Hòa. Chiến khu Phương Hải không chỉ là nơi đóng quân của lực lượng vũ trang chính quy mà còn là nơi cán bộ và nhân dân tổ chức các hoạt động mở rộng ra bên ngoài. Vì vậy, quân Pháp luôn cố gắng đánh vào chiến khu Phương Hải.

Mùa khô năm 1948, quân Pháp tổ chức một số cuộc hành quân bình định vào chiến khu Phương Hải. Tất cả các cuộc hành quân đó đều bị bộ đội huyện và dân quân du kích ta bẻ gãy. Không còn cách nào khác, chúng tiến hành nhiều cuộc vây ráp liên tiếp vào các thôn xóm. Trong hai năm tồn tại, 1947-1948, chiến khu Phương Hải nhiều lần đánh lui địch, làm tròn nhiệm vụ vẻ vang, trở thành chỗ đứng của quân chủ lực ta, là nơi nghỉ ngơi, học tập của cán bộ hai huyện Phú Vang, Hương Thủy, là một phần của con đường liên lạc Bắc Nam, nơi cứu hộ thương binh, bệnh binh, cán bộ và nhân dân.

Trong 2 năm (1947 - 1948) xây dựng chiến khu Phương Hải, chiến khu đã nhiều lần đánh lui địch, làm tròn nhiệm vụ vẻ vang, chổ đứng của quân đội chủ lực, là nơi nghỉ ngơi, học tập của cán bộ hai huyện Phú Vang, Hương Thủy, là con đường liên lạc Bắc - Nam đi ngang qua, mang vào Nam vũ khí, tài liệu, cán bộ,... là nơi cứu hộ thương binh, bệnh binh, cán bộ và nhân dân.