В 18.45 10 августа российские военные корабли были атакованы пятью грузинскими ракетными катерами, один из которых («Тбилиси») был поражен двумя ПКР, запущенными с МРК «Мираж» Около 19.00 МРК «Мираж» произвел пуск ЗУР по еще одному катеру, который получил повреждения. После этого грузинские катера атаку прекратили и вернулись в свою базу. По другим данным, «Тбилиси» был уничтожен не в ходе морского боя, а позднее, подразделением российских воздушно-десантных войск, в своей базе Поти вместе с другими грузинскими военными кораблями.
10 августа, примерно в это же время, грузинские власти дали согласие на ввод дополнительных сил миротворцев на территорию Зугдидского района Грузии.
В течение 11 августа части и подразделения ОГВ (С) Вооруженных Сил РФ выполняли задачи по нанесению поражения грузинским войскам на территории Южной Осетии и к исходу дня установили полный контроль над городами Цхинвал и Знаури и их окрестностями. Российская военная авиация 11 августа продолжала выполнение задач по поражению наземных целей как в тактической глубине грузинской обороны, так и по целям на территории Грузии, в районе населенных пунктов Поти, Хони, Сенаки, Зугдиди, Коджори, Вазиани, Кутаиси, Гори, Шавшеби, Карели, Мцхета, Болниси, Марнеули, Сачхере, а также по целям в окрестностях Тбилиси.
Поздним вечером 11 августа среди личного состава грузинских войск, находившихся в районе Гори, стал распространяться слух о наступлении российских войск в направлении города. Этот слух не подтвердился, однако он спровоцировал стихийное неорганизованное бегство грузинских военнослужащих из окрестностей Гори. В ходе беспорядочного отхода в самом городе и вдоль шоссе Гори — Тбилиси было брошено значительное количество тяжелого вооружения и военной техники. При этом управление грузинскими войсками было полностью потеряно. Глубокой ночью с 11 на 12 августа остатки горийской группировки грузинских войск без тяжелого вооружения сосредоточились в районе населенного пункта Мцхета в 15 км от Тбилиси. После этого организованное сопротивление грузинских войск в зоне грузино-югоосетинского вооруженного конфликта прекратилось.
11 августа официальный представитель МИД РФ Борис Малахов сообщил, что, по уточненным данным, в зоне конфликта погибли примерно 1600 мирных граждан. Представители международной правозащитной организации Human Rights Watch во Владикавказе поставили под сомнение заявления осетинских властей о числе погибших. По словам представителя организации Татьяны Локшиной, данные об огромном числе убитых не подтверждаются фиксируемым количеством раненых. Вместе с тем представитель организации 14 августа сказала: «Но мы общались и с жителями, которые хоронили убитых во дворах, огородах… С учетом этого цифры, названные нам врачами, — 273 раненых и 44 убитых, — не являются исчерпывающими» Также в этой связи необходимо отметить, что единственная больница Цхинвала была разрушена 8 августа грузинскими войсками. Шквальный огонь грузинских войск по больнице сильно ограничивал возможность подвозить туда раненых.