Operacja ruszyła 27 grudnia 1979, wieczorem siły radzieckie przystąpiły do zbrojnego obalenia prezydenta (operacja „Sztorm-333”). Około 19.30 sowieccy komandosi wysadzili w powietrze pocztę, dając pozostałym oddziałom sygnał do ataku i równocześnie niszcząc łączność telekomunikacyjną Kabulu. Zaatakowano najważniejsze gmachy stolicy Afganistanu, a główne uderzenie poszło na siedzibę Amina. Po długiej wymianie ognia, Sowieci wtargnęli do pałacu i walki przeniosły się do jego wnętrza. Walka była chaotyczna, a przeciwnicy mieli problemy z rozróżnianiem się – sowieccy komandosi ubrali się dla kamuflażu w afgańskie mundury, z kolei Afgańczycy używali broni produkcji radzieckiej. Amin przez cały czas przekonany był, że szturm podjęły zbuntowane oddziały afgańskie i liczył na pomoc ze strony Armii Radzieckiej. Wkrótce jednak dowódca straży przedstawił mu uzyskane drogą radiową informacje ze Sztabu Generalnego o trwających walkach w mieście oraz o pozostaniu wszystkich jednostek afgańskich na swoich pozycjach i braku sygnałów o jakimkolwiek buncie. Gdy zasugerował, że ataku dokonali Sowieci, Amin rzucił w niego popielniczką i krzyknął: „To niemożliwe! Kłamiesz!”. Następnie wybiegł z gabinetu na korytarz. Tam znaleziono go później martwego, leżącego w kałuży krwi wraz z nieżywym pięcioletnim synem. Według relacji lekarzy radzieckich, kryjących się przed ostrzałem za meblami w tym samym pomieszczeniu, płaczące dziecko na widok ojca podbiegło do niego i złapało go za nogi; obaj zapewne wpadli w ogień krzyżowy. Prawdopodobnie zostali zabici przez żołnierzy radzieckiej jednostki specjalnej Specnazu KGB „Alfa”. Podczas szturmu na pałac prezydencki zginęło 200 gwardzistów afgańskich oraz dowódca komandosów radzieckich, pułkownik Bojarinow (zastrzelony przypadkiem przez własnych żołnierzy). Była to ewidentna egzekucja polityka, który mógł zagrozić interesom sowieckim w Afganistanie. Nowym przywódcą Afganistanu został namaszczony przez Moskwę Babrak Karmal.