Начался ожесточенный бой, в ходе которого первый штурм города, несмотря на победные реляции из Тбилиси, был отбит. Осетинские силы самообороны оказали яростное сопротивление. Вывезти раненых и мирных жителей оказалось невозможно: грузинская артиллерия простреливает дорогу, ведущую из Цхинвали в Северную Осетию. Через полчаса грузинская пехота пошла на второй штурм, который был отбит.
Попытка грузинской танковой бригады войти в Цхинвали также окончилась ничем. Однако ряд сел вокруг югоосетинской столицы пришлось оставить по стратегическим соображениям, чтобы перебросить все силы на защиту главного города страны. Многие из югоосетинских селений почти полностью разрушены.
Президент Южной Осетии Эдуард Кокойты назвал грузинское нападение "коварным и подлым шагом Саакашвили". "Мы будем обороняться, но затем перейдем в наступление по определенным направлениям".
Официальный представитель МВД Грузии Шота Утиашвили подтвердил, что силовики Грузии несут потери. На рассвете к атаке подключилась и грузинская авиация. Звено штурмовиков Су-25 отбомбилось по окрестностям Цхинвала, уничтожив колонну с грузом гуманитарной помощи из Северной Осетии. Однако и это не помогло сломить упорство защитников югоосетинской столицы, несмотря на то, что город практически окружен.