Около 14.00 в зоне конфликта началось сосредоточение основной части грузинской 2-й пехотной бригады, прибывшей из Сенаки. Ее подразделения собирались у села Тахтисдзири, окончательно завершив сосредоточение к концу дня. Несколько танков бригады и пехотная рота, прибывшие одними из первых, были срочно направлены в район Эредви для поддержки затормозившегося наступления 3-й пехотной бригады и выдвинутого из резерва 53-го легкого пехотного батальона 5-й пехотной бригады.
В 14.15 грузинское правительство выступило по телевидению с заявлением о «гуманитарном прекращении огня» с 15.00 до 18.00 для обеспечения выхода из Цхинвала гражданского населения. Сдавшимся осетинским ополченцам предложена амнистия. При этом для гражданского населения был предложен только один коридор выхода – в южном направлении, на территорию Грузии. Это предложение осталось практически незамеченным населением города, которое в это время в массе своей укрывалось в подвалах от грузинских артиллерийских обстрелов и не имело возможности отслеживать передачи СМИ.
К 15.00 открыли огонь по грузинским войскам развернувшаяся артиллерия российского 693-го мотострелкового полка и реактивные установки залпового огня БМ-21 «Град» 292-го смешанного артиллерийского полка, что лишь усилило панику в отступавших грузинских войсках. К четырем часам дня Цхинвал оказался практически полностью оставлен ими. Грузинские войска закрепились лишь на южных окраинах города и в пригородном районе Шанхай, по-прежнему блокируя российский миротворческий лагерь. Воспользовавшиеся передышкой южноосетинские ополченцы сумели частично наладить связь и координацию, пополнить боеприпасы и начали зачистку города, ликвидируя очаги сопротивления.
Почти одновременно с сорванным штурмом города прекратилось грузинское наступление и к востоку от него. Попавшие под артиллерийский обстрел российских и осетинских войск и подвергнувшиеся нескольким авианалетам легкие пехотные батальоны 3-й бригады отступили с захваченных позиций обратно к Эредви. Танки 2-й и 3-й пехотных бригад, введенные на подступы к Цхинвалу, опасаясь российской авиации, отступили еще глубже в тыл.
В 16 часов началась переброска из Пскова в Беслан батальонной тактической группы 104-го десантно-штурмового полка самолетами Ил-76 103-го военно-транспортного авиационного полка ВВС России, одновременно продолжался ввод в Южную Осетию сил 19-й мотострелковой дивизии. Продолжалась деятельность российской боевой авиации. Она самолетами Су-24 и Су-25 наносила удары по местам скопления грузинских войск в окрестностях Цхинвала и по дороге Гори–Цхинвал, а также по объектам военной инфраструктуры в глубине Грузии.
В 15.05 опять подверглась бомбардировке военная база Вазиани, на которой происходил сбор резервистов, имелись разрушения и небольшие потери среди резервистов. В 16.30 два российских фронтовых бомбардировщика Су-24М нанесли удар по главной авиабазе Грузии – Марнеули, уничтожив три легких транспортных самолета Ан-2 грузинских ВВС. В 17.00 удар по ней повторила пара Су-25, а в 17.35 – тройка Су-24М. Бомбардировке подвергся также аэродром Болниси. Около 18 часов российские ВВС потеряли первый самолет. Над Зарской дорогой в районе сосредоточения российских войск и южноосетинских сил ополченцами по ошибке был сбит штурмовик Су-25 подполковника Олега Теребунского из 368-го штурмового авиационного полка из Буденновска. Российскому пилоту удалось успешно катапультироваться.
К 17 часам на грузинскую временную вертолетную площадку в районе Каспи прибыли еще три боевых вертолета Ми-24 ВВС Грузии с авиабазы в Сенаки. Это довело грузинскую вертолетную группу там до внушительной численности в шесть вертолетов Ми-24. Но использование вертолетов было затруднено господством в воздухе российских истребителей. Поэтому 8 августа грузинское командование так и не решилось использовать свои Ми-24.
К 18 часам закончились переброска в зону конфликта по железной дороге и сосредоточение на исходных позиция основных сил свежей грузинской 2-й пехотной бригады. Она стала готовиться к атаке в направлении оставленного 4-й пехотной бригадой села Хетагурово. К этому времени в операции против Южной Осетии оказались задействованы практически вся армия Грузии, кроме части 1-й и 5-й бригад, и значительная часть внутренних войск.
После того как стали очевидны неудача штурма Цхинвала и переброска в зону конфликта Российской армии, началось отступление грузинских сил из сел анклава к северу от Цхинвала. Вместе с жителями его покинули военнослужащие грузинского миротворческого батальона из состава 1-й пехотной бригады, полиция и вооруженные формирования грузинского правительства Южной Осетии. К вечеру села Большого Лиахвского ущелья оказались почти полностью оставлены грузинскими вооруженными силами.
Около 18 часов грузинские армейские подразделения с несколькими танками отдельного танкового батальона снова попытались из района Земо-Никози войти на южную окраину Цхинвала в так называемом районе Шанхай. Но на подходе к окраинам города попали под мощный артиллерийско-минометный обстрел российских войск и огонь осетинского ополчения. В результате они не сумели продвинуться вперед и к 19 часам отошли обратно на позиции в Земо-Никози.
Воспользовавшись затишьем, около 19 часов из блокированного южного лагеря российских миротворцев при посредничестве ОБСЕ была выпущена санитарная машина с двадцатью четырьмя миротворцами, имевшими тяжелые и средние ранения. Эвакуация была осуществлена на единственном оставшемся исправным после обстрела автопарка бронированном грузовике «Урал». После проведения переговоров с блокирующими миротворческий лагерь грузинскими подразделениями машина была выпущена из него. На выезде из лагеря она подверглась минометному обстрелу с грузинской стороны, но сумела прорваться из города на объездную Зарскую дорогу, где была встречена передовыми подразделениями 135-го мотострелкового полка.
К 22 часам вечера город оказался полностью очищен от грузинских войск и находился под контролем осетинского ополчения. После отступления грузинских сил из Тбета и Хетагурово объездная Зарская дорога оказалась разблокирована. Вечером по ней в оставленное грузинскими войсками Хетагурово вошел передовой российский отряд из нескольких танков Т-72Б 141-го отдельного танкового батальона 19-й мотострелковой дивизии и разведывательной роты из состава 135-го мотострелкового полка.
К исходу суток 8 августа стало очевидно, что грузинское наступление на Южную Осетию захлебнулось. На центральном участке грузинские вооруженные силы вынуждены были отступить из Цхинвала и занять позиции в приграничных селах на территории Грузии. К востоку от города грузинские подразделения отошли обратно к Эредви и Приси, оставив большинство занятых утром и днем позиций. К западу от Цхинвала, в Знаурском районе, 43-му легкому пехотному батальону удалось углубиться на несколько километров до Знаура, но сам районный центр ему занять не удалось. На западной границе республики незначительным грузинским силам, действовавшим там, не удалось сколь-нибудь существенно продвинуться. Успеха грузины достигли лишь в отдаленном Ленингорском районе, где практически не было осетинских сил.
Количество введенных в Южную Осетию 8 августа российских войск точно не известно. Но, исходя из имеющихся данных о задействованных в этот день частях, их численность можно оценочно определить в 3000–3500 военнослужащих с примерно 30 танками и таким же количеством единиц самоходной артиллерии. Такая группировка, по силам примерно соответствующая одной грузинской пехотной бригаде, значительно уступала в численности грузинским войскам, сосредоточенным у Цхинвала и в его окрестностях. Это не позволяло российским войскам вести активные наступательные действия с целью отбросить грузинские войска от границ республики и установить буферную зону, исключающую возможность артиллерийских обстрелов территории Южной Осетии. Поэтому российское командование продолжало переброску в нее войск и наращивание сил российской группировки. Для поддержки миротворцев и российской группировки за 8 августа российские ВВС совершили 63 боевых вылета.
Грузинское руководство, видимо, ощущая свое превосходство в силах, решило попытаться на следующий день повторить наступление. Для этого была сосредоточена свежая 2-я пехотная бригада, перегруппированы и приведены в порядок войска, принимавшие участие в боевых действиях 8 августа. Не понесшая потерь грузинская артиллерия продолжала наносить удары по опорным пунктам осетин и готовилась поддержать массированным огнем новый штурм.
Абхазия
В первые часы конфликта оставалось неясным, не последует ли за атакой на Южную Осетии и одновременное наступление грузинской армии на Абхазию. В непосредственной близости от ее границ и на спорной с Грузией территории верхней части Кодорского ущелья находились крупные силы грузинских вооруженных сил – 2-я пехотная бригада в Сенаки, части 5-й пехотной бригады в Кодорском ущелье и несколько тысяч военнослужащих МВД Грузии. Кроме того, Грузия имела возможность в течение одних-двух суток отмобилизовать и вооружить тысячи обученных резервистов.