Мэр Тбилиси Гиги Угулава заявил, что Грузия прекратит огонь на три часа, с 15.00 до 18.00, и создаст коридор для выхода мирных жителей из Цхинвали в направлении грузинской территории. Марат Кулахметов назвал эти обещания «враньем».
В 15.00 Дмитрий Медведев заявил на Совете безопасности: «Мы не допустим безнаказанной гибели наших соотечественников». Вскоре после этого Михаил Саакашвили заявил в интервью CNN: «Россия ведет с нами войну на нашей территории». В 15.30 южноосетинские власти сообщили, что российская бронетехника находится на подходе к Цхинвали. Начались боестолкновения российских и грузинских подразделений. Минобороны РФ заявило о 10 убитых и 30 раненых российских миротворцах. Грузинские официальные лица объявили, что сбито несколько российских самолетов.
В 17.45 госминистр Грузии Темур Якобашвили заявил, что Цхинвали полностью контролируется грузинской армией, а Минобороны РФ, в свою очередь, сообщило, что «подразделения 58-й армии СКВО находятся близ Цхинвали». Эдуард Кокойты заявил, что, по его данным, в Цхинвали погибли более 1400 человек.
К исходу дня российские войска очистили объездную дорогу и высоты в районе Квернети, Тбети, Дзари и вышли к западной окраине Цхинвали.
9 августа всю первую половину дня грузинская армия продолжала обстреливать и бомбить осетинские и российские позиции. В Цхинвали шли уличные бои. Российская авиация атаковала военные и стратегические объекты по всей Грузии, а также оказывала поддержку войскам непосредственно в Южной Осетии. Артиллерия обстреливала огневые точки в районе Цхинвали и вела контрбатарейную борьбу.
Помимо переброски дополнительных подразделений в Южную Осетию Россия выдвинула в Абхазию подразделения ВДВ и морскую пехоту. К берегам Абхазии прибыла группа кораблей Черноморского флота во главе с ракетным крейсером «Москва».
В районе боевых действий прошло несколько воздушных боев, СМИ сообщали об уничтожении грузинского Су-25. Вечером в районе Цхинвали была атакована российская армейская колонна, ранен командующий 58-й армией генерал-лейтенант Анатолий Хрулев. В Тбилиси официальные лица продолжали обращаться за помощью к мировому сообществу, одновременно заявляя, что грузинские войска контролируют Цхинвали.
Корабли ВМФ России нанесли ракетный и артиллерийский удары по грузинским катерам, один из них был потоплен.
Владимир Путин прибыл во Владикавказ.
10 августа, воскресенье. Ночью в Южной Осетии продолжался обмен артиллерийскими ударами. Были совершены новые налеты на Грузию: российская авиация бомбила радары, позиции зенитно-ракетных комплексов, военные базы, порты, аэродромы, мосты по всей стране. Грузинская сторона заявила о многочисленных авиаударах по населенным пунктам. Минобороны РФ указывало, что самолеты атакуют только военные объекты.
