הפלישה הפקיסטנית התגלתה על ידי הודו ב-3 במאי 1999, ואף שבתחילה היה נדמה כי מדובר בפלישה של ג'יהאדיסטים בודדים, תוך זמן קצר הובנה בהודו עומק החדירה והיקפה. הודו הגיבה בהכרזה על "מבצע ויג'אי" (מבצע ניצחון), שמטרתו סילוק הפולשים הפקיסטנים. תחילת הפעולה הצבאית לוותה בגיוס נרחב של 200,000 חיילים, אף שבשל תנאי השטח הקשים היא לא יכלה להפעיל כוחות כה רבים ורק בין 20,000 ל-30,000 חיילים הודיים השתתפו בקרבות. במקביל פעל חיל האוויר ההודי להפצצת העמדות הפקיסטניות באזור החדירה, וחיל הים הטיל סגר על נמלי פקיסטן.
בפני ההודים עמדו שתי אפשרויות, הם יכלו לנסות ולהשתלט על העמדות שכבשו הפקיסטנים, או לחצות את קו השליטה ולנתק את הכוחות הפולשים מנתיבי האספקה שלהם. ההודים בחרו בניסיון כיבוש העמדות ללא חציית קו השליטה, אף שזו האפשרות הקשה יותר מבחינה צבאית שכן היא כרוכה במלחמה במעלה ההר, וכל המלחמה, עד סיומה התנהלה בחלק ההודי של קשמיר. הבחירה בשיטת פעולה זו הייתה בשל החשש מהסלמה, שעלולה להביא לתגובה גרעינית פקיסטנית. עם זאת, האפשרות לחצות את קו השליטה ולהפוך את המלחמה למלחמה כוללת נשארה על השולחן עד סוף המלחמה, והיו כמה איומים מן הצד ההודי לשימוש באפשרות זו.
הכוחות הפקיסטניים היו חמושים בנשק קל וגם במרגמות ובארטילריה. הייתה להם עמדה עדיפה שכן הם השתלטו על האזורים הגבוהים, ובמיוחד על העמדות השולטות על הכביש הלאומי D1, שהוא הכביש היחיד המוביל לקרחון סיאצ'ן. הפקיסטנים שלטו בתצפית ובאש על הכביש, ואכן הקרבות הראשונים התנהלו בעמדות שולטות סביב D1. גזרת בטאליק, ששלטה על הכביש, הייתה הקריטית ביותר בשלב זה של הלחימה וכמחצית מהנפגעים ההודיים נפגעו בקרבות עליה. החלק המזרחי של גזרת בטאליק נכבש על ידי הודו בקרבות קשים עד תחילת יולי, כאשר הקרבות החשובים היו במעבר ההרים לה, בטורטוק ובנקודה 5287. הקרבות בחלק המערבי של באטליק התרכזו בתחילת הלחימה בעיקר סביב רכס ג'ובר, שנכבש לאחר 40 ימי לחימה ב-8 ביולי. בגזרה המרכזית של אזור בטאליק התרחשו כמה קרבות, אך עד סוף המלחמה לא הצליח הצבא ההודי להשיג שליטה מלאה בשטח זה.
לאחר שהצבא ההודי השיג שליטה חלקית על כביש D1, הוא פנה לכיבוש העמדות הקרובות יותר לגבול הפקיסטני. הקרב על טולולינג היווה נקודה מכרעת במלחמה, שכן במסגרתו השתלט הצבא ההודי על נקודה אסטרטגית ראשונה במעלה. טולולינג נכבשה לאחר שלושה ניסיונות ב-1 ביולי. קרב משמעותי נוסף היה הקרב על טייגר היל, שהוכרע לטובת הודו ב-3 ביולי, לאחר כמה ניסיונות כיבוש. בשבוע האחרון של יולי התקדמו הכוחות ההודיים בכל הגזרות, ובמקביל, בשל לחץ אמריקאי, נסוגו הכוחות הפקיסטניים. ב-26 ביולי המלחמה נפסקה, ותאריך זה מצוין בהודו כ"יום הניצחון של קרגיל".
הלחימה התנהלה בתנאי שטח קשים במיוחד, שהקשו על המעבר, במיוחד לאור יום, ובטמפרטורות שהגיעו ל-15 מעלות מתחת לאפס. לפיכך, עיקר ההתקדמות ההודית נעשתה בלילה והיא נתקלה בקשיים רבים, גם בלי לפגוש באויב. חיל האוויר ההודי ניסה לסייע לכוחות היבשה, אך בשל תנאי השטח המורכבים יעילותו הייתה מוגבלת, והוא איבד שני מטוסים ומסוק במהלך המלחמה. עד סוף המלחמה לא הצליח הצבא ההודי לכבוש את כל העמדות עליהן השתלטו הכוחות הפקיסטנים - כאשר נסוגו הפקיסטנים רק כ-75-80% מהשטח היה בשליטה הודית.
התערבות בין לאומית ומהלכים דיפלומטיים.
בשלבים הראשונים של המלחמה התקיימו מגעים ישירים בין הודו לפקיסטן שכללו שיחות טלפון בין מנהיגים פקיסטניים להודיים בדרגים הבכירים ביותר. ב-12 ביוני ביקר שר החוץ של פקיסטן בדלהי במטרה להביא לפתרון המשבר, אך ביקורו לא נשא פרי. דרך תקשורת נוספת בין המדינות הייתה באמצעות שר החוץ לשעבר של פקיסטן, ניאז מאליכ, שדילג בין בירות שתי המדינות וניסה להשיג פתרון לסכסוך. בפקיסטן תיווכו של מאליכ הוסתר מן הצבא, וב-29 ביוני התנערה פקיסטן משליחותו. לאחר כישלון המגעים הישירים בין המדינות גדלה המעורבות הבינלאומית במשבר, ובמיוחד מעורבותה של ארצות הברית.
פעילותה של פקיסטן ספגה גינויים בין לאומיים מקיר לקיר. אף שפקיסטן טענה שהחדירה על מעבר לקו השליטה לא נעשתה על ידי כוחותיה, אלא על ידי כוחות של לוחמי חופש מקומיים, טענתה לא התקבלה בזירה הבינלאומית והוצבה לה דרישה לסגת אל קו השליטה. נטען כי ללא תמיכה מדינתית, כוחות מקומיים לא יכולים לפעול ביעילות בזירה ההררית הקשה, ולכן המעורבות הפקיסטנית במשבר ברורה. גם דרישתה של פקיסטן לכרוך את פתרון המשבר בדיון רחב יותר על גורל חבל קשמיר כולו לא זכתה לאוזן קשבת במסדרונות הבינלאומיים. בפגישת מנהיגי ארגון המדינות המתועשות (G8) שהתקיימה בקלן במחצית השנייה של יוני גינו המעצמות את התוקפנות הפקיסטנית ודרשו נסיגה מידית של כל הכוחות הפקיסטניים אל מעבר לקו השליטה. גם סין, בעלת בריתה של פקיסטן, בחרה לא לתמוך בה ודרשה נסיגה לקו השליטה ללא תנאים, ורק לאחר מכן, ולא בכפוף לכך, דיון על גורל חבל קשמיר.
מעורבותה של ארצות הברית בסכסוך הייתה חשובה ביותר. ב-15 ביוני שוחח נשיא ארצות הברית, ביל קלינטון, עם ראש ממשלת הודו ואג'פאי ועם נשיא פקיסטן שריף. הוא דרש מפקיסטן נסיגה מידית אל קו השליטה, ומהודו ביקש למתן את תגובתה. היועץ לביטחון לאומי של הודו הגיע אל פגישת ה-G8 והודיע לארצות הברית כי סבלנותה של הודו עומדת לפקוע, והיא שוקלת לחצות את קו השליטה ולהרחיב את היקף המלחמה. ב-22 ביוני שלח קלינטון את הגנרל אנתוני זיני, כשליח מיוחד להודו ולפקיסטן במטרה לתווך במשבר. זיני דרש משריף נסיגה מלאה אל קו השליטה, אך לא הצליח לגרום לפתרון הסכסוך, שכן שריף עדיין חשב שהוא יוכל לגייס תמיכה מסין.
נקודת המפנה בזירה הדיפלומטית הייתה לאחר נסיעתו של שריף לסין ב-28 ביוני. שריף סבר כי סין תסייע לו להשיג אפשרות יציאה בכבוד מן המשבר - לכל הפחות הבטחה לפתיחת דיונים על גורל חבל קשמיר בתמורה לנסיגה פקיסטנית. העמדה הסינית שדרשה נסיגה פקיסטנית בלי התחייבות לדבר הביאה את שריף לקצר את ביקורו בסין. במקביל לכך הצבא ההודי החל להשיג הצלחות משמעותיות בלחימה, והלחץ על פקיסטן גבר.
ב-2 ביולי התקשר שריף לקלינטון וביקש לקבלו לפגישה דחופה. קלינטון סירב להיפגש אתו, אלא אם כן שריף יתחייב מראש לנסיגה מלאה ובלתי מותנית של כוחותיו אל קו השליטה. שריף לא היה מוכן להתחייב לכך, ולכן נסע לארצות הברית כאזרח פרטי ביחד עם משפחתו. ביום העצמאות האמריקאי, ה-4 ביולי, נפגש שריף עם קליטון בפגישה לא רשמית. בפגישה, קלינטון נקט בעמדה קשוחה. הוא האשים את שריף שהוא חימש את הטילים הגרעיניים שברשותו, ושהוא לא שולט בצבא שלו. הוא האשים את שריף בסחיטה גרעינית ודרש נסיגה ללא תנאי. לאור העמדה הקשוחה של ארצות הברית לא נותרה לשריף בררה, וב-12 ביולי הוא נשא נאום ובו קרא ל"לוחמי החופש הקשמיריים" (פקיסטן עדיין לא הודתה כי מדובר בחיילים של צבאה), לסגת אל קו השליטה. עד ל-26 ביולי הושלמה הנסיגה והצבא ההודי השתלט מחדש על עמדותיו.
תוצאות המלחמה.
המלחמה הסתיימה ללא שינויים טריטוריאליים בחבל קשמיר, וגם ללא הבטחה לדיון על גורל חבל קשמיר כולו. הניצחון ההודי היה שלם, שכן פקיסטן נסוגה לקו השליטה בלא שהיה צורך להסתכן במלחמה רחבת היקף. עם זאת, הצבא ההודי לא הצליח להשיג את היעד בעצמו, ועד סוף המלחמה הוא לא כבש את כל העמדות עליהן השתלטה פקיסטן.
אף שהודו רואה במלחמת קרגיל ניצחון, במהלך המלחמה הצבא ההודי התקשה לפעול, והתגלו מגבלות שונות ביכולתו. הצבא ההודי לא הותאם למלחמה הררית משמעותית, וחילות היבשה והאוויר שלו ספגו אבדות במהלך המלחמה ולא הצליחו לסלק את הכוחות הפקיסטניים במהירות וביעילות, על אף היתרון המספרי שלהם. דבר זה הביא לרפורמות בצבא ההודי לאחר המלחמה, במטרה להכין אותו למלחמה הבאה. בנוסף, הודו הבינה כי יכולתה הגרעינית לא מבטיחה לה חסינות מפני מלחמה קונבנציונלית, והיא צריכה להתכונן גם להילחם מלחמות מוגבלות מתחת לסף הגרעיני.
בפקיסטן מלחמת קרגיל נתפסה ככישלון. הצבא והממשלה האשימו זה את זה באחריות על הכישלון. הנשיא, שריף, טען כי הצבא התנהג בחוסר אחריות וסיבך, ללא ידיעתו, את פקיסטן במלחמה שהיא לא הייתה יכולה לנצח בה. לעומת זאת, משארף, הרמטכ"ל, האשים את ההנהגה המדינית בחוסר יכולת לנצל את ההצלחות הצבאיות להישגים דיפלומטיים. בסופו של דבר כמה חודשים אחרי המלחמה, ב-12 באוקטובר 1999, הדיח מושארף את שריף בהפיכה צבאית והתמנה בעצמו לנשיא פקיסטן.
הממד הגרעיני במלחמה.
מלחמת קרגיל הייתה המלחמה הראשונה בין הודו לפקיסטן לאחר ששתי המדינות הוכיחו את היכולת הגרעינית שלהן בניסויים גרעיניים. בשל כך, לכל אורך המלחמה היה חשש כי הסלמה משמעותית של הלחימה תביא בסופו של דבר למלחמה גרעינית. לאף אחת משתי המדינות לא היה די פצצות גרעיניות כדי להשמיד את יריבתה, דבר שהגדיל את הסיכון למלחמה - ההרתעה הייתה פחות משמעותית.
ב-31 במאי הצהיר שר החוץ הפקיסטני, שמשאד אמאד, כי במקרה של הסלמת הסכסוך פקיסטן עלולה להשתמש בכל נשק בארסנל שלה, אמירה שהתפרשה כנכונות להשתמש בנשק גרעיני. בהמשך הושמעו איומים נוספים, משני הצדדים, כי הנשק הגרעיני עלול למלא תפקיד במלחמה אם היא תסלים. בסך הכל, שני הצדדים איימו זה על זה 13 פעמים בשימוש בנשק גרעיני בתוך זמן של פחות מחודשיים. פקיסטן סברה כי היכולות הגרעיניות שלה מבטיחות לה שהיא תוכל לקבוע עובדות בשטח ולא להסתבך במלחמה קונבנציונלית משמעותית. ההערכה כי פקיסטן יכולה לפעול מתחת לסף הגרעיני בלא לספוג תגובה התבדו כאשר קלינטון הציב עמדה קשיחה אל מול פקיסטן והיה מוכן להסתכן במלחמה גרעינית.