Несмотря на то, что в районе Земо-Никози уже заканчивалось сосредоточение грузинской группировки для нового штурма города, российской разведке не удалось вскрыть намерения грузинской стороны. Поэтому, пользуясь тем, что Цхинвал находился в руках южноосетинского ополчения и объездная Зарская дорога оказалась свободна, командующий 58-й армией Северо-Кавказского военного округа генерал-лейтенант Анатолий Хрулев принял решение перебросить в город российский мотострелковый батальон, дойти до южного лагеря российских миротворцев, разблокировать его и занять оборону по южной окраине Цхинвала, ожидая подхода подкреплений. Около 14 часов дня часть батальонной тактической группы 135-го мотострелкового полка в составе второй и третьей рот 1-го мотострелкового батальона, вместе с самим Хрулевым и находившейся на трех бронетранспортерах оперативной группой штаба 58-й армии, начала выдвижение с позиции на Зарской дороге в сторону Цхинвала.
Одновременно грузинская сторона в 14.00 начала артподготовку перед повторной попыткой штурма города. Российская колонна еще на подступах к городу попала под обстрел, потеряла подбитой одну БМП и три грузовика ГАЗ-66 минометной батареи, но продолжила движение. На подходе к Цхинвалу, в районе села Тбет, колонна обнаружила два брошенных на дороге еще 8 августа грузинских танка, № 110 и № 125 и подорвала их. Около 15.00 она вошла в город с западной стороны. Одновременно с южной стороны, от села Никози, в город начали заходить грузинские части в составе 21-го и 41-го легких пехотных батальонов, отдельного легкого пехотного батальона, части танкового батальона 2-й пехотной бригады и прочих армейских подразделений.
На окраине города российская колонна столкнулась с разведывательной ротой 2-й грузинской бригады. Встреча стала неожиданностью как для российских, так и для грузинских войск, в последовавшем скоротечном бою на предельно близких дистанциях потери понесли обе стороны. В том числе был ранен командующий 58-й армией генерал Хрулев и несколько российских журналистов, ехавших вместе с ним. Грузинское подразделение, понеся потери, вышло из боя, а российская колонна продолжила движение по городу к Верхнему лагерю миротворцев.
В это время наступающие грузинские войска начали его новый штурм. Танки, подойдя на близкую дистанцию, начали расстреливать полуразрушенное здание казармы, в подвалах которого укрывалась основная часть личного состава миротворческого батальона. В здании возник пожар, подвалы оказались задымлены, что сильно осложнило положение российских войск в лагере.