Помимо применения авиации, штабом ОГВ (С) на 9—10 августа были спланированы ракетные удары по отдельным целям на территории Грузии (силами дивизиона ОТРК «Искандер-М» и дивизиона ТРК «Точка-У»).
В целом численность группировки российских Вооруженных Сил в зоне конфликта — 12 тысяч человек — примерно соответствовала численности противостоящих грузинских войск.
Фронтовая и дальняя авиация ВВС РФ 9—10 августа подвергла бомбардировкам военные объекты, находившиеся вблизи населенных пунктов Сенаки, Поти, Хони, Копитнари, Они, Марнеули и Омаришара (последний находится в Кодорском ущелье).
Одновременно с началом боевых действий в зоне грузино-югоосетинского вооруженного конфликта обострилась и обстановка в зоне грузино-абхазского вооруженного конфликта Связанное с Южной Осетией договором о военной помощи, абхазское правительство 9 августа отдало приказ своим войскам выдвинуться в зону ограничения вооружений в верхней части Кодорского ущелья. Здесь, однако, выдвигающиеся абхазские формирования были остановлены постами миротворцев СНГ. Абхазская артиллерия и авиация начали обстрел верхней части Кодорского ущелья. В этой обстановке было принято решение об усилении контингента миротворцев.
8 августа из базы Черноморского флота в Севастополе в зону конфликта вышел отряд военных кораблей ВМФ РФ в составе гвардейского ракетного крейсера «Москва», сторожевого корабля «Сметливый», малого ракетного корабля «Мираж», ракетного катера Р-109, малого противолодочного корабля МПК-199 «Касимов», большого десантного корабля «Цезарь Куников» и базового тральщика «Турбинист». На борту корабля «Цезарь Куников» находилось подразделение морской пехоты численностью не менее 100 человек с вооружением и техникой. Из Новороссийска вышел и 10 августа присоединился к указанному отряду кораблей большой десантный корабль «Саратов» с личным составом и техникой усиленной батальонной тактической группы 7-й гвардейской десантно-штурмовой дивизии 10 августа эти подразделения были высажены с десантных кораблей на берег в районе г. Очамчира. Одновременно на сухумский аэродром «Бабушара» посадочным способом были высажены еще четыре усиленные батальонные тактические группы 76-й гвардейской десантно-штурмовой дивизии и 31-й гвардейской отдельной десантно-штурмовой бригады. Железнодорожным транспортом на территорию Абхазии были переброшены части 20-й мотострелковой дивизии В общей сложности дополнительная группировка российских войск в Абхазии насчитывала более 9 тысяч человек и свыше 350 единиц техники.
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.