1999年3月開始，在美國的指導下，北大西洋公約組織（NATO）開始介入科索沃戰爭。北約認為南联政府在科索沃對阿爾巴尼亞人進行種族清洗。其中證據之一是過激派塞爾維亞人民族主義者沃伊斯拉夫·舍舍利在這時擔任南斯拉夫的總理。舍舍利率領的民兵組織「白鹰」參與了克羅地亞戰爭和波黑戰爭，犯下了屠殺市民等眾多暴行。而國際社會擔心同樣的事情會發生在科索沃的阿爾巴尼亞人身上。並且，米洛舍維奇也被懷疑間接參與了上述暴行。北約開始了名為聯軍作戰的大規模空襲，對疑似南联軍隊和塞爾維亞人準軍事組織的相關設施進行轟炸，中国驻南联盟使馆亦被轰炸。在南斯拉夫各地，北約的作戰造成了488名平民伤亡，受到了來自俄中等国的嚴厲批判。南联政府批評北約的行為是以市民為對象的恐怖攻撃。貝爾格萊德在二戰之後首次遭到空襲。北約介入之後，塞爾維亞人軍事勢力失去能力，西方国家仍然指责其對阿爾巴尼亞人進行屠殺。庫斯卡屠殺、波杜耶沃屠殺、維利卡庫爾沙屠殺等都是在戰爭中塞爾維亞人警察和準軍事組織對阿爾巴尼亞民眾進行的屠殺。北約要求南联停止在科索沃的軍事行動，并要求恢復科索沃的自治。迫于以美国为首的北约强大的武力介入与威胁，最终米洛舍维奇接受了北约开出的条件，科索沃解放軍必须解除武裝，停止軍事行動。南聯盟則從科索沃撤軍，允許阿尔巴尼亚人回鄉重建家園，並接受聯合國維和部隊的監督（北約可在聯合國旗幟下參與），於是科索沃戰爭宣告終止。