O centro de Tskhinvali foi ocupado por 1 500 homens das forças terrestres da Geórgia na manhã do dia 8 de agosto de 2008. Em entrevista ao "Kommersant", jornal russo, um diplomata georgiano afirmou que "assumir o controle de Tskhinvali era uma demonstração de que a Geórgia não toleraria a matança de seus cidadãos". A Rússia passou a acusar a Geórgia de "agressão contra a Ossétia do Sul", iniciando uma invasão em larga escala da Geórgia sob a alegação de operação de paz. Militares russos recuperaram o controle de Tskhinvali em cinco dias, expulsando as tropas da Geórgia e lançando ataques aéreos contra a infraestrutura militar do país. As forças da Abecásia abriram uma segunda frente de ataque, no que ficou conhecido como Batalha do vale Kodori, enquanto a Rússia ocupava as cidades georgianas de Zugdidi, Senaki, Poti e Gori (a última após a negociação do cessar-fogo). A costa da Geórgia também foi bloqueada pela Frota do Mar Negro. Durante e depois da guerra, as forças da Ossétia do Sul e da milícia irregular realizaram uma campanha de limpeza étnica contra os georgianos na Ossétia do Sul, com aldeias georgianas em torno de Tskhinvali sendo destruídas. A guerra deslocou cerca de pessoas.