שלב זה, שהחל בהפרת הפסקת האש על ידי חמאס, התאפיין בירי כבד של רקטות ופצמ"רים על ישראל, ומנגד בתקיפות מהאוויר והים שביצע צה"ל, עם דגש על סיכולים ממוקדים נגד בכירי חמאס. בימים האחרונים של שלב זה, צה"ל פגע ומוטט מספר רבי קומות בעזה, לאחר ביצוע נוהל אזהרה "הקש בגג", וחמאס ריכז מטחים כל יום על ישוב אחר בעוטף עזה.
19 באוגוסט: היום הארבעים ושלושה.
לאחר ששני הצדדים לא הצליחו להגיע להסכם סופי, הוחלט להאריך את הפסקת האש ב-24 שעות נוספות ליום זה. בשעות אחר הצהריים הפר חמאס את הפסקת אש זו, כאשר ירה שתי רקטות לבאר שבע, ארבע רקטות לאופקים ורקטה נוספת לנתיבות ומטח רקטות ופצמ"רים לעוטף עזה. בתגובה צה"ל תקף מטרות טרור ברצועה, והמשלחת הישראלית נקראה לשוב מקהיר.
בשעות הערב, כחלק מהתגובה להפרת הפסקת האש, תקף צה"ל בית בשכונת שייח' רדואן שבעזה במטרה להרוג את מוחמד דף, ראש הזרוע הצבאית של חמאס. בתקיפה נהרגו אשתו, בתו ובנו של דף; לא ידוע מה עלה בגורלו של דף. בתגובה לכך ביצע חמאס ירי רקטות כבד לעבר הדרום, מטח כבד מאוד על הערים אופקים, באר שבע, נתיבות, אשקלון ואשדוד ואף הרחיב אותו בהמשך גם לאזורי השפלה, גוש דן וירושלים. ביום זה ירו המחבלים כ-50 רקטות, מרביתן נפלו בשטחים פתוחים בעוד השאר יורטו על ידי כיפת ברזל.
20 באוגוסט: היום הארבעים וארבעה.
ירי הרקטות המשיך גם ביום זה, בתגובה המשיך צה"ל לתקוף מטרות טרור ברצועה, אך בודדות בלבד, ובעיקר תקף חוליות שיגור והרג מספר מחבלים. עד שעות אחר הצהריים נורו ביום זה למעלה מ-100 רקטות. בשעות הערב התרחב הירי לאזור השפלה, אזעקות נשמעו בפתח תקווה, אור יהודה, יהוד וקריית אונו, הרקטות מירי זה יורטו על ידי כיפת ברזל. בסך הכל ירה חמאס במהלך היום 168 רקטות ופצמ"רים אל ישראל, יותר מאשר בכל יום אחר במהלך המבצע.
בשעות הערב הודיעה הזרוע הצבאית של חמאס כי המשלחת הפלסטינית לא תחזור עוד לקהיר, והזהירה חברות תעופה מלטוס לישראל.
האזעקות נשמעו באותו יום גם בחדרה, בנימינה בעקבות שיגור רקטות M-302.
21 באוגוסט: היום הארבעים וחמישה.
בשעות הלילה נורו רקטות לעבר יישובי עוטף עזה. מערכת כיפת ברזל יירטה רקטה שנורתה לעבר אופקים. בצהריים רקטה שירו המחבלים פגעה בגן ילדים במועצה אזורית אשכול. מהפגיעה נפצע בינוני-קשה אב שגונן על הילדים בגופו.
לפנות בוקר כוחות חיל האוויר, בהנחיית השב"כ, הרגו בסיכול ממוקד שלושה בכירי חמאס: ראאד אל-עטאר (מפקד חטיבת רפיח וממתכנני חטיפת גלעד שליט), מוחמד אבו שמאללה ומוחמד ברהום (מפקדי חטיבת דרום של הזרוע הצבאית).
בשעות הצהריים אושר גיוסם של כ-10,000 חיילי מילואים, לשם מוכנות להרחבת הפעולה הצבאית.
22 באוגוסט: היום הארבעים ושישה.
הירי לעבר הדרום המשיך גם ביום זה, וכתגובה המשיך צה"ל בהפצצת מטרות טרור. במהלך יום זה יורטו מעט רקטות בעוד רבות התפוצצו חלקן בשטחים פתוחים וחלקן בשטחים בנויים וגרמו בעיקר לנזק. רקטת גראד פגעה פגיעה ישירה בבית כנסת באשדוד ופצעה 3 אזרחים. אחר הצהריים נורו מספר רקטות לעבר גוש דן. בשער הנגב נהרג ילד בן 4 מפגיעה ישירה של פצמ"ר. מאוחר בערב חייל נפצע אנושות ועוד מספר אנשים נוספים נפצעו מפגיעת רקטת גראד באזור גן יבנה. החייל נפטר מפצעיו לאחר מספר ימים. במהלך היום עד 22:30 נורו כ-120 רקטות ופצמ"רים על ישראל.
בתגובה תקף חיל האוויר בלילה בניין בשכונת סברה בעזה ששימש לפעילות טרור, ככל הנראה כדי לבצע סיכול ממוקד בבכיר של חמאס. הבניין הוחרב לחלוטין ובתקיפה נהרגו 12–20 מחבלים ונפצעו עשרות.
חמאס הוציא להורג באופן פומבי 21 פלסטינים, בהם פעילי חמאס, בחשד ששיתפו פעולה עם ישראל.
בשעות הערב חמאס שיגר רקטות M-302 לעבר חיפה ועכו. סה"כ בצפון היו נפילות בחיפה, עכו, קיסריה ובנימינה.
23 באוגוסט: היום הארבעים ושבעה.
במהלך היום נורו מטחים בלתי-פוסקים של רקטות ופצמ"רים אל יישובי עוטף עזה. עד לשעה 20:00 נורו למעלה מ-90 רקטות ופצמ"רים אל עבר ישראל. בערב יירטה כיפת ברזל רקטה שהפלסטינים ירו לגוש דן. בלילה פגעה רקטת גראד בבאר שבע ופצעה קל מספר אנשים.
בשעות הערב נורתה רקטה מדרום לבנון לעבר עכו, רקטה זו התפוצצה בשכונה הצפונית וגרמה לנזק רב ולנפגע בודד. מאוחר יותר דווח כי צה"ל תקף את האזור ממנו שוגרה הרקטה.
כיפת ברזל השמיד ביום זה 30 רקטות שהיו בדרך לעכו והקריות. (20 שוגרו מחמאס, 10 שוגרו מלבנון).
24 באוגוסט: היום הארבעים ושמונה.
בתחילת היממה, בשעות לילה מאוחרות יותר, נשמעו שלוש אזעקות ברמת הגולן, חמש רקטות נורו משטח סוריה ונפלו בשטחים פתוחים. כתוצאה מירי זה נפל קו מתח גבוה ונגרמה הפסקת חשמל גדולה באזור.
לאורך היום נורו רקטות ופצמ"רים רבים על ישראל, בעיקר על עוטף עזה, שדרות ואשקלון. בצהריים נפצעו שני ישראלים קשה מפגיעת פצמ"ר במעבר ארז. בערב יירטה כיפת ברזל שתי רקטות באזור ירושלים. בסך הכל נורו במהלך היום כ-130 רקטות ופצצות מרגמה אל עבר ישראל.
בצהריים חמאס שיגר את הרקטות גם לאזורים גוש דן והשפלה בהם: תל אביב, נתניה, גבעתיים, חולון, ראשון לציון, לוד, נס ציונה, פתח תקווה ורמת גן. שעתיים לאחר מכן שיגר החמאס גם לאורך מפרץ חיפה בהם: חיפה, עכו, קריית אתא, זכרון יעקב. חלקם נפלו גם בחדרה, פרדס חנה ועפולה.
לראשונה נשמעו אזעקות בנהריה, כרמיאל, מירון, מעלות-תרשיחא וצפת עקב שיגור רקטות של חמאס לעבר עכו. האזעקות בנהריה, מירון, מעלות-תרשיחא וצפת היו אזעקות שווא. הדי פיצוץ נשמעו מדרום לכרמיאל כתוצאה מנפילת רקטה בכפר דיר אל-אסד.
במהלך היום ביצע צה"ל מספר תקיפות, בעיקר נגד חוליות שיגור ומשגרי רקטות. בשעות הצהריים המאוחרות הרג חיל האוויר בסיכול ממוקד את פעיל הטרור מוחמד אלע'ול, שהיה אחראי על העברת הכספים בחמאס.
25 באוגוסט: היום הארבעים ותשעה.
ביום זה ירו המחבלים למעלה מ-130 רקטות ופצמ"רים לשטח ישראל, כיפת ברזל יירטה 16 מהן. יום זה התאפיין במטחים כבדים לעבר עוטף עזה. לקראת הלילה נשמעו אזעקות מקריית שמונה ועד עכו כאשר שתי רקטות נורו מלבנון והתפוצצו באזור.
השלב החמישי - הפסקת אש.
26 באוגוסט: היום החמישים.
בסביבות השעה 6 וחצי בבוקר נורה מטח רקטות לעבר ישראל ונשמעו אזעקות בגוש דן, בשרון, בשפלה, באשקלון ובאשדוד. רקטה פגעה בבית מגורים באשקלון. בשעות הבוקר והצהריים נורו מטחים כבדים אל עבר עוטף עזה ורקטת גראד פגעה בגן ילדים באשדוד וגרמה לנזק.
במקביל לדיווחים על הפסקת אש והפסקת תקיפות חיל האוויר הישראלי, המשיך חמאס בירי כבד של רקטות ובעיקר של פצמ"רים לעבר עוטף עזה. במהלך שעות הצהריים נפגעו שני אנשים בצורה קשה ואיש נוסף באופן אנוש מפגיעת פצמ"ר במועצה אזורית אשכול, מאוחר יותר מתו שניים מהם מפצעיהם.
בשעות הערב קיבלו ישראל, חמאס והג'יהאד האסלאמי את היוזמה המצרית והסכימו על הפסקת אש למשך חודש, וזו הייתה אמורה להיכנס לתוקפה בשעה 19:00 של אותו היום. לאחר השעה 19:00 המשיך הירי עד לשעה 19:15 וצה"ל בחר להבליג עליו; לאחר מכן פסק הירי לחלוטין. עם הפסקת הירי משני הצדדים וההכרזה הרשמית על הפסקת האש, פצחו תושבי רצועת עזה בקריאות שמחה וחגגו ברחובות. שני תושבי עזה נהרגו במהלך החגיגות.
27 באוגוסט: הדיון שאחרי ומהלכים מתוכננים.
ביום שאחרי שני הצדדים הכריזו על ניצחון במערכה.
חמאס, הרשות הפלסטינית והעולם הערבי.
בערב 26 באוגוסט יצאו רבים מתושבי עזה ואנשי הגדה המערבית לחגיגות ברחובותיהם כאשר אחזו בנשק ובדגלי חמאס והרשות הפלסטינית. ראשי חמאס יצאו מהבונקרים שלהם וקראו ניצחון, מחמוד א-זהאר וסאמי אבו זוהרי נשאו לפלסטינים בעזה נאומי ניצחון ועיזת א-רישק הפציר בכך שישראל כשלה באופן מבצעי. במקביל, הצהיר אבו מאזן כי ברצונו להמשיך בנקיטת צעדים כדי להבטיח הקמת מדינה פלסטינית ברצועת עזה.
קטר, הספונסרית של חמאס והמזוהה עם רשת הטלוויזיה אלג'זירה דיווחה ברשתות הטלוויזיה שלה על ניצחון חמאס דקות ספורות לאחר תחילת הפסקת האש.
במצרים, שבה יש עוינות לאחים המוסלמים, גינו את מעשיה של ישראל אך מנגד טענו כי מעשיהם של חמאס לא הובילו לדבר, פרט לסבל נוסף עבור תושבי עזה והצדקת מעשי ישראל. הכותב רשם .
ישראל.
התקשורת הישראלית ראתה בתגובותיו של חמאס אחרי המבצע תעמולה תקשורתית. בישראל הדעות היו חלוקות לנוכח ההרוגים, העלויות הנזקים והמערכה הצבאית. הנזקים הוערכו בכ-60 מיליון ש"ח. עלות המבצע הוערכה על ידי בכירים במערכת הביטחון ביותר מ-9 מיליארד ש"ח, ועל ידי משרד האוצר בפחות מ-7 מיליארד ש"ח. נגידת בנק ישראל, קרנית פלוג המליצה להגדיל את הגרעון התקציבי ל-3% באופן חד-פעמי כדי לכסות את עלות המלחמה.
קבוצות פוליטיות שמאליות קשרו בין המבצע לבין סירובו של בנימין נתניהו להכיר בממשלת אחדות פלסטינית, שהובילו לכישלון השיחות למגעי שלום. לכאורה, פעולות אלה הצדיקו את יוזמת חמאס לחטוף ולרצוח את שלושת הנערים שכן ללא מהלכים מדיניים נקט חמאס במהלכים אלימים. בדיעבד המבצע אישר את תוקף חמאס כארגון עמו ניתן להגיע להסכמים, אפילו של הפסקת אש, והוא מייצג רוב באוכלוסייה העזתית שכן נבחר בבחירות.