Чтобы остановить контрнаступление абхазских сил, грузинское командование бросило в бой вертолеты Ми-24. Первый удар пара Ми-24 нанесла по жилым кварталам Гагр. В результате были жертвы среди мирного населения, в том числе и среди грузин, бежавших с окраин города в центральную его часть. Удары вертолетов продолжались и в сумерках, когда отчетливо были видны огненные трассы.
Новое наступление абхазских сил на Гагры началось в 6 утра 2 октября. Около 9 утра наступающими был взят вокзал, к полудню абхазы заняли центр Гагр.
Вечером 2 октября тбилисское телевидение сообщило, что в Гаграх абхазами убиты все грузины, и в городе не осталось больше мирных жителей. Командующий грузинскими силами отдал приказ наносить удар по городу авиацией. Этот сюжет был последним, который видели оставшиеся в городе тысячи мирных жителей до того, как грузинские штурмовики Су-25 уничтожили электроподстанцию, снабжавшую город электричеством со стороны Сочи. Вечером Гагры были освобождены. Грузины, отступая, потеряли около 100 человек убитыми. В виде трофеев абхазам досталось 3 танка, 12 БМП, а также 30 миллионов рублей наличными в городском банке.
3 октября абхазы начали штурм санатория «Украина» (по другим источникам, это произошло 5 октября). Грузинские штурмовики Су-25 неоднократно обстреливали санаторий.
4 октября у санатория «Украина» из ПЗРК «Игла» был сбит грузинский Ми-24, который упал в море. Вертолет был сбит неким «казаком» (так в Абхазии называли всех этнических русских, которые не были жителями республики). По рассказу очевидца, «вертолет попытался обстрелять санаторий, однако получил отпор и начал уходить в море. С берега к нему потянулся шлейф дыма, который оборвался недалеко от вертолета, когда у него отвалился хвост. Вертолет завертелся на одном месте и упал в воду». Попытка грузин на следующий день перебросить в Гантиади подкрепление на трех Ми-8 была пресечена четверкой российских Су-27, которые принудили их к посадке. Истребители принадлежали 171-му авиаполку, базировавшемуся в Бомборах, примерно в 8 км от Сухуми.
5 октября грузины в Гантиади и Леселидзе, получив по воздуху подкрепление, попытались атаковать Гагры, продвинувшись до санатория «Украина», но после недолгого боя были оттеснены и отступили. Абхазское наступление шло по единственной дороге, соединяющей Гагры и Адлер. Сложность заключалась в том, что узкая трасса шла над обрывистым берегом моря, а с другой стороны ее ограничивали горы. Несколько отрядов абхазских ополченцев, пытавшихся обойти дорогу поверху, были остановлены грузинскими снайперами, засевшими в домах горного селения. Одновременно в сражении за узкую трассу могли принять участие лишь небольшое количество людей и техники. Поэтому абхазы наступали небольшими группами, поддерживаемые тремя танками и четырьмя БМП и БТР, отбитыми в Гаграх у войск Госсовета Грузии.
К вечеру абхазы прорвались через самый труднопроходимый участок дороги над морем и вышли к мосту через речку Холодную, где соединились с абхазским десантом, высадившимся с четырех судов, в том числе с теплоходов «Комсомолец Абхазии» и «Сухум». Они взяли поселок Гантиади. После разгрома на Гантиадском спуске грузины разбежались, практически не оказывая сопротивления. В ночь на 6 октября абхазские отряды заняли пограничный поселок Леселидзе. Часть грузин, возглавляемая Георгием Каркарашвили, отступила в горное ущелье, остальные перешли российскую границу. В 6 часов утра 6 октября абхазы вышли к реке Псоу и подняли на границе с Россией абхазский флаг. В виде трофеев ими были взяты 16 единиц бронетехники, 4 гаубицы и большое количество стрелкового оружия.
За время операции абхазы потеряли 24 человека убитыми и 34 ранеными. После разгрома гагрской группировки грузин абхазы заявили, что взяли трофеями 32 единицы бронетехники, а если учесть, что на гагрском фронте было уничтожено: два БМП-1, один МТ-ЛБ и одна БРДМ-2, то получается, что Грузия перебросила в Гагры до 36 единиц бронетехники (хотя, возможно, один-два БРДМ-2 были у РОВД). Есть сведения, что фактически тогда трофеями были: два танка Т-55, четыре БМП-1, одна БРДМ-2, шесть пушек Д-44 и два миномета М-120. А остальные – более 20 ед. бронетехники – были куплены в России и выданы за трофеи под Гаграми. Однако проверить это сейчас вряд ли удастся.
Грузинская сторона утверждала, что российский флот помогал абхазам и блокировал район боев со стороны моря. В этом участвовали суда – «Безукоризненный», «КИЛ-25», «ВТН-38», «ВМ-66», «Василий Головин» и авиация Гудаутской базы. Российский танкер «Дон» (проекта 1540) поставил в Гудауту 420 тонн топлива. Отвечая на эти обвинения, начальник пресс-службы ВМФ России капитан 1-го ранга Валерий Новиков заявил, что вопреки заявлениям грузинской стороны корабли Черноморского флота никакого участия в перевозках добровольцев, оружия и военной техники в район боевых действий в Абхазии не принимали и не принимают.