Грузинские войска и силы МВД продвигались по крупным улицам Цхинвала, выставляя блокпосты на перекрестках и постепенно зачищая территорию. Южноосетинские силы оказывали сопротивление мелкими, численностью до отделения, группами легковооруженных омоновцев, милиционеров и ополченцев, не имевших связи между собой и испытывавших дефицит боеприпасов и противотанковых средств. Узлами сопротивления таких групп стали районы многоквартирных домов на южной и юго-западной окраине города.
К востоку от Цхинвала грузинское наступление тоже развивалось успешно. К 11 часам утра батальоны 3-й пехотной бригады заняли укрепленные осетинские позиции на высотах Кохати, захватив там несколько минометов, и вышли к окраинам села Дменис. Там их продвижение замедлилось, а южноосетинские вооруженные силы огнем с позиций с окрестных высот сковывали перемещения грузинских войск, а вскоре первые удары по грузинским силам нанесла российская авиация.
В одиннадцатом часу утра Россия начала воздушную кампанию против Грузии. С первых же вылетов российская авиация была задействована не только для атак по наступавшим грузинским войскам в окрестностях Цхинвала, но и для бомбардировок тыловых объектов. В 10.30 нанесен бомбовый удар по военной базе Вазиани, которая являлась сборным пунктом резервистов. Несколько человек получили ранения. В 10.57 произведен удар по базе отдельного танкового батальона в Гори.
В Цхинвале наиболее крупная (несколько десятков человек) и хорошо экипированная группа южноосетинского ополчения сосредоточилась в районе штаба миротворческих сил. Руководство ею принял председатель Совета безопасности Южной Осетии генерал Анатолий Баранкевич. Около 14.00 грузинский танк Т-72 № 406 из состава отдельного танкового батальона вышел к штабу смешанных сил по поддержанию мира (Нижний городок) на перекрестке улиц Московской и Привокзальной. Там он был поражен секретарем Совета безопасности Южной Осетии Анатолием Баранкевичем огнем из РПГ-7. Попадание пришлось в кормовую часть башни и вызвало детонацию боекомплекта, в результате чего танк был полностью уничтожен вместе с экипажем. Спустя несколько минут, на этом же перекрестке ополченцами были подбиты еще два грузинских Т-72 из состава того же батальона.
Практически одновременно с уничтожением этих трех танков пара российских штурмовиков Су-25 нанесла удар по расположившемуся на отдых в Дубовой роще у западной окраины города 42-му легкому пехотному батальону грузинской 4-й пехотной бригады. В результате бомбардировки оказались убиты свыше двадцати грузинских солдат и несколько десятков получили ранения. Батальон обратился в бегство, бросив убитых и технику, включая не менее трех из приданных ему танков (бортовые №№ 103, 109, 111). Потери, понесенные в городе, обозначившееся вступление в боевые действия российской стороны и мгновенно распространившиеся панические слухи о «гибели 42-го батальона» привели к резкому падению морального духа грузинских войск, штурмовавших город, и они начали отступать из него. Таким образом, на 14.00 8 августа пришлось максимальное продвижение грузинских войск в Цхинвале. К этому времени они сумели взять под контроль не более 30% его территории.