Situace se začala horšit rovněž v Kosovu, kde od roku 1996 podnikala Kosovská osvobozenecká armáda (UÇK) násilné akce proti Srbům a provládním Albáncům. V létě 1998 byla do bojů vyslána jugoslávská armáda a UÇK po řadě porážek v říjnu dočasně zastavila boje. Po ultimátu Spojených států se většina jugoslávských jednotek stáhla a UÇK svou činnost obnovila. Po zřejmě zmanipulovaném incidentu v Račaku z ledna 1999 se tlak na Jugoslávii stupňoval. Milošević odmítl americký návrh omezující jugoslávskou suverenitu a po odchodu pozorovatelů z Kosova v polovině března 1999 začaly srbské jednotky vyhánět Albánce. V noci z 23. března 1999 zahájily letecké síly NATO bombardování Jugoslávie, a tedy i Srbska. Údery byly mířeny na vojenské objekty, infrastrukturu, průmyslové podniky i civilní objekty. V Kosovu vedly akce srbských oddílů i UÇK k tomu, že zemi opustily statisíce lidí, čímž se jejich počet znásobil oproti stavu před bombardováním. Nálety ukončila dohoda z 9. června, podle níž se srbské jednotky stáhly z Kosova, které se dostalo pod mezinárodní správu.