В 23:08 в Тбилиси прибыли 38 оперативников, которые перед штурмом провели небольшую тренировку на запасном самолёте на аэродроме. Группы захвата возглавляли М. В. Головатов, В. В. Забровский и В. Н. Зайцев. Между штабом и самолётом постоянно находился В. Ф. Карпухин, который пытался успокоить группы захвата, однако всякий раз готовность к штурму постоянно откладывалась. Часть информации группа получала от В. Н. Зайцева, который первым поднялся на борт и первым из оперативников увидел следы перестрелки и тела убитых членов экипажа, пассажиров и террористов. Вскоре после полуночи прозвучала команда штурмовать самолёт: одну из придавленных трупами дверь удалось с большим трудом выломать при штурме; также одной из групп пришлось добираться до самолёта пешком, а не на микроавтобусе. Тем не менее, оставшиеся в живых террористы были арестованы; из находившихся на тот момент в живых заложников никто не пострадал. Позже четверых арестованных (Д. Микаберидзе застрелился) приговорили к расстрелу, а пятая (Т. Петвиашвили) получила 14 лет тюрьмы, хотя после 1991 года Звиад Гамсахурдия всячески пытался добиться полного оправдания всех семерых лиц, захвативших самолёт.
Арест иностранных агентов: Оперативники группы «А» привлекались к операциям по захвату лиц, завербованных иностранными разведками и поставлявшим им конфиденциальную и секретную информацию. В ряде операций старшим был полковник В. Н. Зайцев. Ещё в 1977 году в результате спланированной операции им были захвачены работавшие на ЦРУ вице-консул посольства США Марта Петерсон[en] и советский дипломат Александр Огородник («Трианон»). С 1985 по 1986 годы им были арестованы двенадцать подобных шпионов — офицеров КГБ СССР и ГРУ, среди которых фигурируют:
9 июня 1985 года — инженер Адольф Толкачёв, специалист Министерства радиоэлектронной промышленности СССР («Сфиэ»).
25 августа 1985 года — полковник ГРУ Геннадий Сметанин, помощник военного атташе в Португалии («Миллион»).
Ноябрь 1985 года — майор внешней контрразведки КГБ СССР Сергей Моторин, сотрудник Вашингтонской резидентуры («Гоэ»).
7 июля 1986 года — генерал-майор ГРУ Дмитрий Поляков, старший преподаватель Военно-дипломатической академии («Топхэт» и «Воам»).
Майор КГБ СССР Геннадий Вареник, сотрудник Боннской резидентуры («Фитнесс»).
Полковник научно-технической разведки КГБ СССР Валерий Мартынов, сотрудник Вашингтонской резидентуры («Джентил»).
Полковник внешней разведки Владимир Пигузов («Джоггер»).
Подполковник КГБ СССР Борис Южин, сотрудник резидентуры в Сан-Франциско («Твайн»).