В ночь на 8 августа (ок. 00.15 мск) грузинские войска подвергли Цхинвал обстрелу из реактивных установок «Град», а примерно в 03.30 мск начали штурм города с применением танков.

За несколько минут до начала операции грузинских сил командующему смешанными силами по поддержанию мира (ССПМ) генералу Мурату Кулахметову сообщили по телефону из Тбилиси об отмене перемирия. На экстренно созванном брифинге в Цхинвали Кулахметов заявил журналистам, что «грузинская сторона фактически объявила Южной Осетии войну».

Нападению подверглись и места дислокации российских миротворцев. Более десяти российских военнослужащих было убито, несколько десятков — ранено. Подполковнику Константину Тимерману, руководившему обороной российского миротворческого батальона, впоследствии было присвоено звание «Герой Российской Федерации».

В 00.30 мск 8 августа командующий операциями вооружённых сил Грузии генерал Мамука Курашвили объявил в эфире телеканала «Рустави-2», что, в связи с отказом осетинской стороны от диалога для стабилизации обстановки в зоне конфликта, грузинская сторона «приняла решение о восстановлении конституционного порядка в зоне конфликта». Мамука Курашвили призвал российских миротворцев, дислоцированных в зоне конфликта, не вмешиваться в ситуацию.

К утру МВД Грузии распространило информацию о том, что «под контроль правительственных сил взяты села Мугут, Дидмуха и Дмениси, а также окраины города Цхинвали».

Утром 8 августа российская авиация приступила к бомбардировке целей на территории Грузии. Согласно заявлениям российских военных, «самолеты накрывали только военные объекты: военная база в Гори, аэродромы Вазиани и Марнеули, где базируются самолеты Су-25 и Л-39, а также РЛС в 40 километрах от Тбилиси»