Tháng tám, tháng cầm quyền tổng thống thứ ba của Medvedev, Nga tham gia vào cuộc Chiến tranh Nam Ossetia 2008 với Gruzia, khiến căng thẳng trong các mối quan hệ Nga-Mỹ tăng cao như thời hậu Chiến tranh Lạnh. Medvedev và Tổng thống Gruzia Mikhail Saakashvili ký một kế hoạch hòa bình ngày 15 và 16 tháng 8 được Liên minh châu Âu thương lượng và giữ vai trò trung gian. Theo đó, quân đội của đôi bên cần trở về vị trí trước khi xảy ra chiến tranh vào ngày 7 tháng 8. Medvedev nói với Tổng thống Pháp Nicolas Sarkozy vào ngày 17 tháng 8 rằng quân đội Nga sẽ bắt đầu rút lui trong ngày 18 tháng 8. Thế nhưng Medvedev không cam kết các quân nhân sẽ trở về trong lãnh thổ Nga.