По согласованию с Тбилиси Россия выступила с миротворческой инициативой. 3 сентября 1992 года в Москве состоялась встреча Бориса Ельцина, Эдуарда Шеварднадзе и Владислава Ардзинбы. Трудные переговоры завершились подписанием итогового документа, который предусматривал прекращение огня, вывод грузинских войск, обмен военнопленными, обеспечение возвращения беженцев, которых к тому времени насчитывалось уже несколько десятков тысяч человек, возобновление деятельности органов власти Абхазии на всей территории республики. Однако ни один пункт соглашения выполнен не был, грузинские войска продолжали оставаться на прежних позициях. Боевые действия возобновились.
2—6 октября был ликвидирован гагринский плацдарм. Грузинские войска были разбиты, абхазские части вышли к российско-абхазской границе на р. Псоу, прорвав тем самым кольцо военной блокады вокруг Гудауты. К концу 1992 года обострилась ситуация с высокогорным шахтерским городом Ткварчели, который с началом конфликта оказался практически отрезанным от остальной Абхазии. Связь с Гудаутой поддерживалась лишь при помощи гуманитарного воздушного коридора, но после того как 14 декабря 1992 года грузинская сторона сбила вертолет с беженцами из блокированного города всякая связь с внешним миром прервалась. Ткварчельцы были спасены от голода и страданий гуманитарной акцией МЧС России, проведенной летом 1993 года.
Летом боевые действия интенсифицировались. 2 июля на участке побережья Восточного фронта абхазы высадили морской десант. На Западном фронте, форсировав Гумисту, абхазские войска, один за другим, освободили населенные пункты правобережья севернее Сухуми, подойдя к ближним подступам города.
Отчаянное положение, в котором оказались грузинские войска, вынудило российское правительство оказать давление на абхазскую сторону. 27 июля в Сочи было заключено соглашение о прекращении огня.
16—27 сентября 1993 года разгорелось сражение, вошедшее в историю конфликта как «Битва за Сухум». Абхазы нарушили перемирие и возобновили наступление. Для усиления своей группировки грузины попытались перебрасывать войска в Сухуми на гражданских самолетах. Абхазы, развернув настоящую охоту на гражданскую авиацию, сумели сбить с зенитных установок на катерах несколько самолетов, заходивших на посадку в аэропорту Сухуми. Значительную роль сыграло также получение абхазами от России некоторого количества артиллерийских орудий и минометов, обеспечение их необходимыми боеприпасами и обучение боевых расчетов.
27 сентября Сухуми был взят абхазскими и северокавказскими отрядами (в составе которых боевой опыт получили многие будущие чеченские террористы, в том числе Шамиль Басаев и Руслан Гелаев). Эвакуацию грузинских военных и гражданского населения осуществлял российский Черноморский флот, хотя крупные массы беженцев пытались выбраться из Сухуми также на восток, через Кодорское ущелье, и вдоль побережья. Существует несколько противоречивых версий относительно того, каким образом удалось выбраться из осажденного города самому Эдуарду Шеварднадзе, однако и абхазы, и грузины сходятся во мнении о том, что он бросил свои войска и мирное население на произвол судьбы.
После взятия Сухуми были захвачены в плен и казнены 17 министров прогрузинского правительства Абхазии во главе с Ж. Шартава.
К 30 сентября 1993 года абхазскими и северокавказскими вооруженными формированиями контролировалась уже вся территория автономии. Около 250 тысяч этнических грузин, в страхе перед реальной или предполагаемой угрозой со стороны победителей, бросились в бегство — покинули свои дома и ушли самостоятельно через горные перевалы или были вывезены в Грузию по морю. Лишь небольшая их часть через несколько лет смогла вернуться домой.
Поражение в Абхазии привело к падению морального духа грузинской армии. Одновременно активизировались вооруженные отряды сторонников свергнутого президента Гамсахурдиа, пользовавшегося большой поддержкой на западе Грузии. Часть грузинских войск перешла на его сторону. Грузино-абхазская война длилась 413 дней и закончилась 30 сентября 1993 года
На берегах Ингури с 1994 года были дислоцированы 1500 российских миротворцев. После начала миротворческой операции российских войск в пограничный Гальский район Абхазии вернулись 60–65 тысяч беженцев. В Грузии остались 100–120 тысяч беженцев.
Идя на поводу у Грузии, в начале 1994 года Россия учредила экономическую блокаду Абхазии, желая добиться от республики признания ее вхождения в Грузию.