ב-3 באוגוסט נפגשו נציגי ברית המועצות, מזרח גרמניה, פולין, הונגריה, בולגריה וצ'כוסלובקיה בעיר ברטיסלאבה וחתמו על הצהרת ברטיסלאבה. בהצהרה אושררה נאמנות החותמות לדרך המרקסיסטית-לניניסטית ולפרולטריון הבינלאומי והצהירו מאבק ללא פשרות נגד האידאולוגיה "בורגנית" וכל הכוחות ה"אנטי-סוציאליסטיים". ברית המועצות הביעה את כוונתה להתערב בכל אחת ממדינות ברית ורשה במידה והמערכת ה"בורגנית" - מערכת פוליטית פלורליסטית ובה ריבוי מפלגות המייצגות חלקים שונים של המעמד הקפיטליסטי - תבסס עצמה באותה מדינה. לאחר כנס ברטיסלאבה נסוגו כוחות ברית המועצות משטח צ'כוסלובקיה, אולם נותרו מוצבים לאורך גבולות המדינה.
כיוון שמגעים אלה לא הועילו לעצירת הרפורמות, החלו הסובייטים שוקלים דרכי התערבות צבאיות בנעשה בצ'כוסלובקיה. על פי דוקטרינת ברז'נייב, כל אחת מ"מדינות הלוויין" של ברית המועצות הייתה מחויבת להכפיף את האינטרסים הלאומיים שלה לטובת האינטרסים של הגוש המזרחי (אף באמצעות כוח צבאי אם הדבר נדרש).
הפלישה.
בלילה שבין 20 ל-21 באוגוסט 1968 פלשו צבאות חמש מדינות חברות בברית ורשה לצ'כוסלובקיה: היו אלה צבאות ברית המועצות, פולין, בולגריה, הונגריה ומזרח גרמניה. סך הכל 200,000 חיילים חצו את הגבול יחד עם כוח של כ-2,000 טנקים. בכוח השתתפו 28,000 חיילים פולנים מן הארמייה הפולנית השנייה. הכוח ההונגרי נסוג מצ'כוסלובקיה ב-31 באוקטובר. השתתפות כוחות מזרח גרמניה הייתה מוגבלת מאוד. כדי לזרז את תפיסת השליטה בעיר הבירה פראג, הגיעו כ-100 סוכנים סובייטים בבגדים אזרחים בטיסה מברית המועצות אל שדה התעופה הבינלאומי של פראג. סוכנים אלה השתלטו על שדה התעופה ואיפשרו נחיתת מספר גדול של מטוסי תובלה מסוג אנטונוב (An-12) ועליהם כוחות מוטסים, כלי רכב משוריינים וטנקים, אשר השתלטו על העיר פראג.
בעת הפלישה נהרגו 72 צ'כוסלובקים (מתוכם 19 בתחום סלובקיה) ומאות אנשים נפצעו. דובצ'ק קרא לבני עמו שלא להתנגד לפלישה, הוא נאסר ונלקח למוסקבה יחד עם מספר מחברי הממשלה. בסופו של דבר שוחרר והוחזר למדינתו.
הפלישה עוררה גל הגירה גדול מצ'כוסלובקיה, על פי ההערכות, כ-70,000 איש היגרו מיד לאחר הפלישה ובסך הכל היגרו מן המדינה בעקבות הפלישה כ-300,000 איש, רובם היו בני המעמד המשכיל ובעלי מקצוע מיומנים. מדינות רבות במערב קלטו מהגרים אלה ללא הערמת קשיים בדרכם. חלק מיהודי צ'כוסלובקיה היגרו לישראל בעקבות הפלישה.
מכתב ההזמנה.
אף שבליל הפלישה הכריזה נשיאות המפלגה הקומוניסטית השלטת בצ'כוסלובקיה כי כוחות ברית ורשה פלשו למדינה ללא שידעו את ממשלת צ'כוסלובקיה, העיתונות הרשמית בברית המועצות פרסמה מכתב לא חתום, שמקורו לטענתה היה במפלגה הקומוניסטית הצ'כוסלובקית ובמנהיגי המדינה ובו קריאה ל"עזרה מיידית, כולל סיוע בכוחות צבאיים." בקונגרס ה-14 של המפלגה הקומוניסטית הצ'כוסלובקית, אשר נערך בחשאי לאחר הפלישה, הודגש כי איש ממנהיגי המפלגה לא ביקש את פלישת הכוחות הסובייטיים. באותה עת רבים האמינו כי המכתב היה מזויף ונועד לצורכי תעמולה.
בתחילת שנות ה-90, העניקה ממשלת רוסיה לנשיא הצ'כוסלובקי החדש, ואצלב האוול, העתק ממכתב ההזמנה שמוען לשלטונות הסובייטיים ואשר היה חתום בידי חמישה חברים בכירים של המפלגה הקומוניסטית הצ'כוסלובקית. במכתב נטען כי תקשורת "ימנית" יוצרת גל של לאומנות ושוביניזם ומעודדים פסיכוזה אנטי-קומוניסטית ואנטי-סובייטית. במכתב קיימת פנייה רשמית לברית המועצות להושיט עזרה ותמיכה בכל האמצעים העומדים לרשותה כדי להציל את הרפובליקה הסוציאליסטית הצ'כוסלובקית מן הסכנה המיידית של הפיכת-נגד.
בשנת 1992 נטען במאמר בעיתון איזבסטיה כי מועמד למועצת נשיאות המפלגה הקומוניסטית הצ'כוסלובקית, אנטונין קפק, נתן את המכתב בידו של ברז'נייב בעת השיחות שנערכו בעיירה צ'רנה נד טיסו, בחודש יולי. מכתב נוסף ובו קריאה לעזרה הובא בידי חבר המפלגה בירק, למנהיג המפלגה הקומוניסטית האוקראיני פיוטר שלסט, בעת ועידת ברטיסלאבה בחודש אוגוסט, כאשר נפגשו בשירותים בתיווכו של ראש תחנת הק.ג.ב. המקומי. אף מכתב זה היה חתום בידי אותם חמישה חברים בכירים במפלגה, כמו מכתבו של קפק.
הקשר להחלפת השלטון.
זמן רב בטרם הפלישה קשרו מספר חברים בכירים במפלגה הקומוניסטית להחליף את השלטון במדינה, זאת בעידודה של ברית המועצות. פגישותיהם של הקושרים התקיימו לעיתים בשגרירות ברית המועצות בפראג, או באתר הנופש של המפלגה סמוך לסכר אורליק. לאחר שהצליחו לשכנע את רוב חברי נשיאות המפלגה הקומוניסטית (שישה מתוך אחד-עשר) לתמוך בצעדיהם כנגד רפורמות דובצ'ק, הם פנו לסובייטים בבקשה לפלישה צבאית. התוכנית הייתה כי במהלך כינוס המפלגה יפנו החברים באופן פומבי לאלכסנדר דובצ'ק וידרשו כי יציג שני מכתבים ובהם הבטחות אותם העביר לידי הסובייטים בעת המשא ומתן בצ'רנה נד טיסו, הבטחות אותן לא מילא. לאחר מכן ישכנעו את המליאה כי הסתרת מכתבים מהותיים אלה וחוסר נכונותו לעמוד בהבטחות שנתן, הן בסיס ראוי להצבעת אי אמון. מיד לאחר שיזכו בהצבעה, יפנו לסובייטים בבקשה כי יכנסו למדינה במטרה למנוע מהפכת-נגד. אותה בקשה, שהועברה מראש לידי הסובייטים, פורסמה בעיתון פראבדה למחרת הפלישה, ב-22 באוגוסט, מבלי שהופיעו עליו חותמיו. לאחר שהוסכם על התוכנית, נועד ב-16-17 באוגוסט הפוליטבירו הסובייטי והחליט להושיט עזרה למפלגה הקומוניסטית ולעם הצ'כוסלובקי באמצעות משלוח כוח צבאי. בפגישת ברית ורשה ב-18 באוגוסט הכריז ברז'נייב כי הפלישה תערך בלילה שבין 20-21 באוגוסט וביקש תמיכה מן החברים, תמיכה אותה הציעו מנהיגי בולגריה, מזרח גרמניה, הונגריה ופולין.
כישלון הקשר.
הקשר כשל משדובצ'ק ועמיתו שפצ'ק חשדו בקודלר, אחד הקושרים, הם שינו את לוח הזמנים של מליאת המפלגה והדיונים שנקבעו לא איפשרו לקושרים להעלות את הצעתם להצבעת אי אמון. כך הגיעו הידיעות על הפלישה אל כינוס המפלגה עוד בטרם הצליחו הקושרים להעלות את טרוניותיהם. כשש שעות בטרם הפלישה, העביר אלמוני ידיעה לשגריר צ'כוסלובקיה בהונגריה, יוזף פוצ'יק, ולפיה כוחות סובייטיים יחצו את גבול צ'כוסלובקיה בחצות. מעת שהגיעה הידיעה לכנס המפלגה קרסה הסולידריות בין חברי המפלגה השמרנים. כאשר נשיאות המפלגה הציעה להצהיר על גינוי לפלישה, שני חברים בקשר שינו דעתם ותמכו בדובצ'ק. כך זכה הגינוי לפלישה ברוב של 7 חברים כנגד 4.
פרוטוקול מוסקבה.
בבוקר 21 באוגוסט נאסרו דובצ'ק ומנהיגים רפורמיסטים בולטים אחרים בידי הסובייטים והוטסו לבירת ברית המועצות, מוסקבה.
זמן קצר לאחר הפלישה פנו מנהיגים שמרנים לנשיא המדינה הנערץ לודביק סבובודה וביקשוהו להקים ממשלת חירום, אולם מכיוון שהשמרנים לא היוו רוב בין חברי המפלגה, סירב סבובודה להצעה. תחת זאת, הוא יצא ב-23 באוגוסט, יחד עם גוסטאב הוסאק, למוסקבה כדי לעמוד על כך שמנהיגי הרפורמה, דובצ'ק וצ'רניק, יהוו חלק מן הפתרון למשבר. לאחר ימים ארוכים של משא ומתן, קיבלה עליה המשלחת הצ'כוסלובקית את "פרוטוקול מוסקבה" וחתמה על 15 הנקודות הכלולות במסמך. בין השאר התחייבו לדכא קבוצות אופוזיציה במדינה, להשליט מחדש במלואם את חוקי הצנזורה וכן לפטר חלק ממחזיקי המשרות הרפורמיסטים. יחד עם זאת המסמך לא התייחס למצב שנוצר בצ'כוסלובקיה עובר לפלישה כ"מהפכת-נגד" (קאונטר-רבולוציה) ואף לא נכללה במסמך דרישה למחוק את כל תוצאות האביב של פראג.
תגובות הציבור הצ'כוסלובקי לפלישה.
התנגדות עממית לפלישה הסובייטית מצאה ביטויים ספונטניים רבים, בדרך של מחאה לא אלימה. בפראג ובערים אחרות ברחבי צ'כיה וסלובקיה התקבלו הטנקים הפולשים במחאות קולניות ובוויכוחים עם החיילים. האוכלוסייה נמנעה מלסייע לפולשים גם בדברים בסיסיים, כגון מזון ומים. שלטים וכרזות מחאה, וכן ציורי גרפיטי כנגד הפלישה צצו על קירות בתים. אף תמונותיהם של דובצ'ק וסבובודה הופצו בכל מקום.
ב-19 בינואר 1969 העלה עצמו באש הסטודנט יאן פאלאך בכיכר וצלאב, זאת כדי למחות על דיכוי חופש הביטוי במדינה. לבסוף, ב-17 באפריל 1969 החליף גוסטב הוסק את דובצ'ק כמזכיר המפלגה והחלה תקופת "נורמליזציה". הוסק ביטל רבות מן הרפורמות שהנהיג דובצ'ק וטיהר את המפלגה הקומוניסטית מחבריה הליברלים. כמו כן דאג לפטר גורמים ליברליים אשר החזיקו משרות ציבוריות.
תגובות בעולם.