8 августа, в 01:30, грузинская сторона официально объявила Южной Осетии войну. Грузинские власти заявили, что Грузия «в ответ на провокации» начинает военную операцию по «установлению конституционного контроля» над территорией «Цхинвальского района Грузии».
Вооружённые силы Южной Осетии вступили в прямое соприкосновение с грузинскими военными на подступах к Цхинвалу.
Массированный артиллерийский обстрел мирных кварталов города и близлежащих осетинских сёл вёлся из реактивных систем залпового огня «Град», а также из орудий и крупнокалиберных минометов. В столице Республики завязались уличные бои. Вспыхнули десятки зданий, отключилось электроснабжение.
Своим очередным нападением на мирный город Грузия нарушила не только достигнутую договорённость о прекращении огня до проведения переговоров, но и принцип Олимпийского перемирия — грузинские войска применили оружие массового поражения против мирного населения в день открытия Олимпийских игр в Пекине.
Народ Южной Осетии обратился к руководству России принять незамедлительные меры по защите своих граждан, так как Грузия взяла курс на полное уничтожение осетинского народа. Обращения принять срочные меры по защите мирного населения от грузинской агрессии последовали и к международному сообществу.
Из-за массированного обстрела столицы в республиканскую больницу не было возможности доставлять раненых. Весь медперсонал переместился в подвал здания.
К трём часам ночи появились сведения о первых жертвах, однако их точное количество к тому времени не мог назвать никто. В это же время стало известно, что в Южную Осетию из Северной Осетии и Абхазии направились тысячи добровольцев.
В 03:30 грузинская пехота и танки пошли на штурм Цхинвала, к утру в воздух поднялись грузинские ВВС. Около восьми часов утра на Цхинвал и близлежащие сёла сбросили первые авиабомбы. Массированный обстрел Цхинвала к утру стал более интенсивным. Значительная часть города была уже разрушена.
Днём 8 августа в центре Цхинвала шли ожесточённые уличные бои. Грузинские танки в упор расстреливали многоэтажки и частные дома. Югоосетинские силы продолжали оказывать сопротивление грузинским войскам.
К трём часам дня возобновилась авианалеты на Цхинвал. В это же время грузинская авиация нанесла бомбовые удары по райцентру Джава.
К вечеру появились сведения о более 10 погибших российских миротворцах и более 30 раненых.
После принятия президентом России Дмитрием Медведевым политического решения о начале операции по принуждению Грузии к миру, около 16:00 к Цхинвалу выдвинулись российские воинские подразделения.
К шести часам вечера стало известно, что югоосетинские силы вместе с добровольцами в ходе боёв очистили часть Цхинвала от грузинских войск. Их удалось отбросить также от Зарской дороги, по которой спасались мирные жители. К 18:30 российская бронетехника вышла на северную окраину столицы.
Надежду в сердца жителей Южной Осетии внесло заявление, сделанное президентом России Дмитрием Медведевым на экстренном заседании Совета Безопасности о том, что виновные в гибели граждан России понесут заслуженное наказание.
