В ночь на 8 августа грузинская сторона приняла решение о "восстановлении конституционного порядка в зоне конфликта", утром грузинская авиация нанесла удары по Южной Осетии. В результате ночного обстрела с грузинской стороны пострадал ряд зданий на территории штаба российских миротворцев в Цхинвале. Сгорело здание парламента Южной Осетии, был разрушен комплекс правительственных зданий, горели многоэтажные жилые корпуса и другие строения в центре города.
В сторону Цхинвала выдвинулась колонна грузинских танков и пехота. К середине дня грузинские войска, несмотря на сопротивление югоосетинских подразделений, взяли под свой контроль часть Цхинвала и восемь южноосетинских деревень. Реакция России последовала незамедлительно: в соответствии с правом на самооборону, во второй половине дня 8 августа Россия направила в Южную Осетию дополнительные силы для поддержки российских миротворцев и защиты мирных жителей.
Президент РФ Дмитрий Медведев выступил по российскому телевидению с заявлением по ситуации в Южной Осетии. Он, в частности, подчеркнул, что в соответствии с Конституцией и федеральным законодательством как президент России он обязан защищать жизнь и достоинство российских граждан, где бы они ни находились. В сложившихся обстоятельствах Российская Федерация была вынуждена предпринять операцию по принуждению Грузии к миру для защиты российских граждан, находящихся в Южной Осетии.
Последствия конфликта
12 августа Россия объявила об окончании операции. Позже, 26 августа, Москва официально признала независимость Абхазии и Южной Осетии. Хотя западные страны подвергли жесткой критике решение России в одностороннем порядке признать независимость двух республик, в целом напряженность стала постепенно спадать. По итогам состоявшихся в Москве 8 сентября переговоров был подписан документ "Осуществление Плана 12 августа 2008 года", который предполагал вывод российских войск с линии Поти-Сенаки в течение семи дней и из зон, прилегающих к Абхазии и Южной Осетии, в течение десяти дней. Одновременно в регион направлялись наблюдатели от ЕС. Грузинские же войска возвращались в места их дислокации до 1 октября.
В результате конфликта Россия и Грузия разорвали дипломатические отношения, а Москву долгое время обвиняли в развязывании агрессии на Кавказе. Однако странам Запада не удалось поместить Россию в международную изоляцию. Со сменой администрации в США война в Южной Осетии отошла на второй план.
Военные потери
По данным властей Южной Осетии, в результате нападения грузинской армии погибли более 1,5 тысяч человек, однако Следственный комитет при прокуратуре РФ документально подтвердил гибель 162 жителей республики. 255 были ранены. СКП РФ признал погибшими 67 российских военнослужащих. Ранения получили 283 человека. Грузия же потеряла 412 человек, около 1747 человек были ранены.