Тем не менее продолжался обмен артиллерийскими ударами между грузинской и российской стороной и атаки российской авиации района от Гори до Цхинвала, а также целей в глубине территории Грузии. В 19.05 попаданием противорадиолокационной ракеты была разрушена гражданская РЛС управления воздушным движением в международном аэропорту Тбилиси, в 19.10 нанесен повторный удар по взлетно-посадочной полосе Тбилисского авиазавода.
Ближе к ночи грузинской стороной вновь начат артиллерийский обстрел Цхинвала. Он уступал в интенсивности обстрелам предыдущих дней. Тем не менее около 23.00 2-й мотострелковый батальон 71-го мотострелкового полка, развернутый к востоку от Цхинвала, в районе Присских высот, попал под грузинский артогонь и понес потери. Погибли трое и были ранены 18 российских военнослужащих.
Поздним вечером 10 августа по Зарской объездной дороге к Цхинвалу из мест постоянной дислокации завершилась переброска подразделений 693-го мотострелкового полка, не входивших в состав батальонной тактической группы полка, зашедшей в Южную Осетию в первые часы войны. В том числе подошли и 22 танка Т-72 его танкового батальона. Дополнив танки Т-62 42-й мотострелковой дивизии, они значительно усилили ударные возможности российской группировки в Южной Осетии.
В течение всего дня 10 августа не происходило существенных столкновений между российскими, грузинскими и южноосетинскими силами. Грузинская армия больше не предпринимала попыток повторить атаки. Вместо этого она отступила на территорию Грузии и попыталась закрепиться в приграничной полосе. Продолжала действовать только артиллерия. За день российские войска на этот раз крупными силами, практически не встретив сопротивления, вошли в Цхинвал, а также заняли позиции в его окрестностях, к востоку и западу от города.
К 6.30 в Очамчире закончилась выгрузка с российских десантных кораблей батальонной тактической группы 108-го десантно-штурмового полка 7-й десантно-штурмовой дивизии, после чего она сосредоточилась в районе Тепличного комбината в 8 км к северо-востоку от Очамчиры. К 8.00 на аэродром Бабушары была переброшена авиацией батальонная тактическая группа 31-й отдельной воздушно-десантной бригады из Ульяновска. В общей сложности к середине дня 10 августа в Абхазию самолетами военно-транспортной авиации ВВС России были переброшены четыре батальонные тактические группы Воздушно-десантных войск. По железной дороге начали прибывать также основные силы 7-й десантно-штурмовой дивизии из Новороссийска.
К 10.00 была завершена мобилизация абхазских резервистов и доукомплектация ими абхазских военных частей первой линии. После мобилизационных мероприятий численность абхазских вооруженных сил достигла 9000 человек. В течение дня абхазские вооруженные силы продолжали наносить артиллерийские и авиационные удары по Кодорскому ущелью. С 12.00 по 13.00 ими были нанесены четыре авиационных удара по позициям грузинских войск в ущелье. К 18.00 подразделения абхазской армии вошли в Зону ограничения вооружений и заняли позиции вдоль пограничной реки Ингури.