בשעה 9:00 הגיע לחפ"ק קצין המבצעים של הפלנגות, פואד אבו נאדר, נכדו של פייר ג'ומאייל, והודיע לעמוס ירון כי הכין כוח נוסף לפעולה במחנות. ירון רצה לדעת פרטים על מה שהתרחש בהם ואבו נאדר הסביר כי יש קרב ולפלנגות יש הרוגים ופצועים. ירון היה מעוניין בהחלפת הכוח של חובייקה שפעל במחנות. הוא נתן לאבו נאדר מפה ותצלומי אוויר וסימן עליהם כיצד יש להמשיך בטיהור. לאחר מכן הוחלט במטה הפלנגות בכרנתינא לשלוח למחנות 17 בולדוזרים להריסת מבנים, אולם המפקדים הנוצרים לא ידעו אז דבר על הטבח שבוצע. הכוח החדש היה בגודל של גדוד וכלל יחידות סדירות של הפלנגות בציוד קרבי מלא. נקודת הריכוז נקבעה בשדה התעופה הבינלאומי של ביירות, והמסלול אל המחנות עבר בדרך העפר לכיוון צפון, ממסלולי המטוסים אל שכונת אוזעי וממנה אל הכניסה לשתילה. על תנועת הכוח פיקדו מפקד אזור ביירות, "פוסי", מפקד הפלנגות בדרום, ג'ו אדה, ופואד אבו נאדר. הכוח של הפלנגות שתודרך על המסלולים כלל פלוגה של 14 טנקים, 14 נגמ"שים נושאי מרגמות ומאות לוחמים. בשעה 11:00 הגיע האלוף דרורי לחפ"ק של עמוס ירון, שהציע לו להפסיק את התקדמות הפלנגות במחנות ולהימנע מהכנסת תגבורת לשם. דרורי קיבל את ההצעות, הוציא הוראות בהתאם והתקשר אל הרמטכ"ל ואמר לו שהפלנגות "הגזימו". ירון הורה לקציני הפלנגות לעצור ולהישאר בבתים שכבר תפסו, הזהיר את חובייקה לגבי הרג נשים וילדים ונזף בג'סי סוכר לגבי מעשי הרצח. בשעות הצהריים אישר ירון לפלנגות להחליף את הכוח שבתוך המחנות בכוח אחר שחנה בשדה התעופה. 150 לוחמים נכנסו על ג'יפים לשתילה, אולם בניגוד להוראת ירון, אנשיו של חובייקה לא יצאו מהמחנה. בשעה 16:30 נפגשו הרמטכ"ל וסגנו עם ראשי הפלנגות. חובייקה סיפר על הקרב, אולם לא הזכיר דבר שעשוי לרמוז על קיומו של טבח. פאדי פריים, מפקד "הכוחות הלבנוניים", ביקש נשק נוסף, קומנדקרים וטרקטורים כדי להרוס "מבנים לא חוקיים" במחנות. בהמלצת נציג "המוסד", נענה הרמטכ"ל לבקשה, אולם לאחר מכן, בעצת ירון, נמסר רק טרקטור אחד ודרורי הורה למחוק ממנו את סימני הזיהוי של צה"ל ולא לשלוח איתו מפעיל ישראלי. הפלנגות השתמשו בטרקטור במשך מספר דקות והחזירו אותו, משום שלא ידעו לתפעל אותו כהלכה, אולם לאחר מכן הגיעו שני טרקטורים מג'וניה והוכנסו לשתילה. אלה היו דרושים לחובייקה כדי לכסות את מאות הגופות שבתוך המחנות.
תושבי המחנות רוכזו לאורך הרחובות ובתוך חנויות ואנשי הפלנגות החלו להפריד בין לבנונים לפלסטינים ובין הנשים והגברים. עשרות נשים פלסטיניות הועלו על משאיות והוסעו למזרח ביירות, שם הסבירו אנשי הפלנגות בצעקות לעוברי האורח כי בעליהן של הנשים חוסלו. בשעה 18:00 הודיע מפקד חטיבת הצנחנים, יורם יאיר, לעמוס ירון כי נשים וילדים נמלטים מן המחנות לכיוון צפון ומספרים סיפורי זוועה. בעקבות זאת, הורה ירון לקציניו שאין לאפשר לפלנגות להסתובב מחוץ למחנות הפליטים. בשעות הערב עבדו הטרקטורים בכיסוי הגופות שבמחנה. סביב השעה 21:00, בשובו אל ביתו מביירות, התקשר הרמטכ"ל אל שר הביטחון, שעשה את ערב חג ראש השנה בביתו בחווה, וסיפר לו שהפלנגות "הגזימו", פעולתם נפסקה והם יצאו מן המחנות למחרת בבוקר.
במהלך ה-17 בספטמבר, יום שישי, החל להצטבר מידע בידי ישראלים על מעשי הפלנגות במחנות. חיילי צה"ל שהוצבו מסביב למחנות הפליטים ואף תצפתו עליהם החלו להיות מודעים למעשי הרצח, אם כי לא להיקפם.
ב-11:00 בבוקר סיפר הכתב הצבאי של עיתון "הארץ", זאב שיף, לשר התקשורת, מרדכי צפורי, על ידיעה שקיבל לגבי "שחיטה" שמבצעים הפלנגות במחנות הפליטים. צפורי התקשר אל שר החוץ יצחק שמיר והציע לו לבדוק את העניין, אולם שמיר לא הורה לאנשי לשכתו לעשות זאת.
כתב הטלוויזיה הישראלית בביירות, רון בן ישי, ראה בשעה 16:00 את כוח הפלנגות על המסלול ולדבריו כמה מחייליו הבהירו לו ולעיתונאים אחרים שבכוונתם לבצע הרג בתושבי מחנות הפליטים. ב-20:30 הגיעו לדירת הטלוויזיה הישראלית בבעבדה קצינים מחטיבת הטנקים שישבה מול שתילה, שסיפרו ששמעו מבעלי דרגות נמוכות יותר על הוצאות להורג במחנות. בן ישי התקשר באותו לילה ב-23:30 אל שר הביטחון שרון, שהתעורר משנתו, וסיפר לו את כל הידוע לו ממה ששמע מחיילי הכוח של הפלנגות ומקציני צה"ל.
18 בספטמבר.
בבוקר יום שבת ה-18 בספטמבר (א' של ראש השנה), התעכבו אנשי הפלנגות ביציאתם מהמחנות, משום שהיו עסוקים בהעמסת תחמושת ונשק שמצאו במחנות על משאיות שהחרימו בבניין הדואר. בסביבות השעה 7:00 לחץ ירון על מפקדיהם להזדרז לצאת והודיע לפואד אבו נאדר כי בכוונתו לקרוא ברמקולים לתושבי המחנות להתרכז באזור האצטדיון כדי לעבור זיהוי. במכתב אישי שכתב רון בן ישי לראש הממשלה ב-20 בספטמבר, הוא תיאר את שראה באותו יום בשעה 8:00 בבוקר: אנשי הפלנגות "מריצים לפניהם שורה ארוכה של נשים, ילדים וזקנים, מהם שהיו מכוסים דם מהם בוכים וצועקים ומהם פניהם כבושות בקרקע. הם צעקו לעברנו, כי הופרדו מן הגברים שנלקחו על ידי הפלנגות לאיזשהו מקום. אנשי 'הכוחות הלבנוניים' ניסו למנוע מאתנו לצלם ואף גירשו אותנו משולי המחנה. עוד אנו מתווכחים עם הפלנגות עצר קצין בכיר של צה"ל את התהלוכה. רמקול שהוצב על גג אחד הבתים קרא לנשים ולילדים לחזור לבתיהם. למליציות הנוצריות נאמר לעזוב את המקום. וכך, למעשה, הופסק הטבח". מאות פלסטינים מן המחנות רוכזו באצטדיון וקציני צה"ל חילקו להם חלב ועוגיות. במהלך זיהוי הגברים והחיפוש אחר מחבלים, נחקרו 44 גברים. איש מהם לא הזכיר את דבר קיומו של הטבח. רק במהלך אותו היום החלו להתברר ממדיו. בשעה 11:30 סיפרו קציני צה"ל לאלוף דרורי על הדיווחים ששמעו מפי עיתונאים שנכנסו למחנות ודרורי הורה להקפיד שחיילי צה"ל לא יכנסו לשם. ראש הממשלה מנחם בגין שמע על הטבח לראשונה רק באותו יום ב-5 אחה"צ, בהאזינו לשידורי ה-BBC - תחנת השידור הבריטית.
בשבת בערב החלה הנהגת הפלנגות לנסות ולהסיר מעליה את האחריות לטבח ולהעביר את האשמה אל ישראל, ואילו בישראל החל מאמץ להינתק מכל קשר לטבח. בשבת בשעה 22:45 הודיע רדיו "לבנון החופשית" של הפלנגות, כי "הכוחות הלבנונים" מכחישים "שהיו להם אנשים במחנות או שלקחו חלק במבצע צבאי כלשהו באזור זה". בשעה זו נכנס למחנות צבא לבנון. ביום ראשון בבוקר נפגש הרמטכ"ל עם ראשי הפלנגות בביירות ודרש מהם להודות בפומבי באחריות לטבח, אולם מנהיג התנועה, פייר ג'ומאייל, קבע שאין להודות במעורבות של הפלנגות בטבח, משום שהודעה כזו תסכן את בחירת בנו, אמין, לנשיאות לבנון ותפגע בהידברות עם המנהיגות המוסלמית.
מספר ההרוגים.
מספר ההרוגים בטבח שנוי במחלוקת. קיימת הסכמה כללית כי קשה לתת מספר מדויק עקב הכאוס ששרר לפני ואחרי הטבח והרגישות הפוליטית של הנושא. משוער כי רבע מההרוגים היו לבנונים והשאר פלסטינים. להלן האומדנים הנפוצים מסודרים על פי מספר ההרוגים:
לאחר הטבח.
אף שהטבח בוצע על ידי הפלנגות הנוצריות, נתפסה ישראל בעיני העולם כמעורבת בו, שהרי צה"ל שלט באזור והפלנגות נכנסו למחנות באישורו.
לאחר הטבח, נמנע אש"ף מלהטיל את האחריות על הפלנגות והנהגתו טענה כי "לכל היותר נעזרו חיילי צה"ל בקומץ מורי-דרך מאנשי חדאד". כך נהגו גם המנהיגים המוסלמים בלבנון. ראש ממשלת לבנון לשעבר והמנהיג המוסלמי של מערב ביירות, סאיב סלאם , אף הכריז כי "שום איש פלנגות לא היה במערב ביירות בימי הטבח". כאשר נשאל מדוע הוא מעלים עין מן העובדות, השיב: "אם אומרים שמותר להרוג למען המולדת - קל וחומר שמותר לשקר למען המולדת". בלבנון נוצרה הסכמה רחבה לטשטש את חלקם של הפלנגות בטבח, וזאת כדי שלא לסכן את השותפות של המוסלמים עם הנשיא (הנוצרי) החדש אמין ג'ומאייל. אפילו סוריה נמנעה מלהאשים את הפלנגות בטבח. אמין ג'ומאייל מינה את התובע הצבאי הלבנוני, אסעד ג'רמנוס, לחקור את פרשת הטבח ובנובמבר 1982 פורסם "דו"ח ג'רמנוס". ג'רמנוס קיבל הוראה מגבוה שלא לזמן עדים לבנונים, הפלסטינים מהמחנות חששו להופיע בפניו ולוחמי הפלנגות קיבלו פקודה מפורשת שלא למסור עדות. חקירתו נקטעה ללא הוצאת מסקנות לגבי מבצעי הטבח. אף לוחם או מפקד פלנגות לא הוענש על חלקו בטבח. חובייקה וקציני הפלנגות שהיו במקום נותרו בצמרת הפיקוד של התנועה.
בשנת 1999 שומר ראשו לשעבר של חובייקה, רוברט חטאם, פרסם ספר שבו הוא טוען שטבח סברה ושתילה תוכנן על ידי חובייקה וחאפז אל-אסד במטרה להביך את ישראל.
לאחר הטבח, נטל צבא לבנון את הפיקוח על המחנות ובמשך מספר שבועות המשיך במעצר וגירוש של פלסטינים ללא אישורי שהייה. רוב תושבי המחנות נותרו במקומם וחלקם החלו לשפץ את הבתים שחרבו. רופאים לבנונים מונו כמנהלים לבתי החולים של אש"ף ליד המחנות.
התגובה הבינלאומית.
הטבח עורר גינויים חריפים לישראל ברחבי העולם ודרישה מישראל לסגת מלבנון באופן מיידי. כמו כן הגיעו נחתים אמריקאים וחיילים צרפתיים ללבנון על מנת לנסות ולהרגיע את המצב.
לא היה זה הטבח הראשון במהלך מלחמת האזרחים בלבנון (קדמו לו מעשי הטבח בקרנטינה, בדאמור ובמחנה תל א-זעתר וכן מעשי טבח רבים אחרים) אולם בניגוד לקודמיו עורר הטבח בסברה ושתילה תגובה משמעותית בעולם. יש הטוענים שתגובה זו נבעה מכך שהטבח בסברה ושתילה נתפס כחלק מהסכסוך הישראלי-ערבי בעוד מעשי הטבח האחרים נתפסו כעניין לבנוני פנימי.
התגובות בישראל.