Десантники под угрозой применения оружия захватили все объекты аэродрома и начали прием транспортных самолетов Ан-12 с подразделениями десантников и военной техникой. Транспортные Ан-12 садились на полосу каждые 30 секунд. Так началась тщательно разработанная СССР операция по оккупации Чехословакии и закончилась т.н. «Пражская весна».
В три часа ночи 21 августа советскими солдатами был арестован премьер-министр Черник. В 4:50 колонна танков и БТР направилась к зданию ЦК КПЧ, там был застрелен двадцатилетний житель Праги. В кабинете Дубчека советские военные арестовали его самого и семерых членов ЦК. В семь утра танки направились на Виноградскую, 12, где располагалось Радио Праги. Жители успели построить там баррикады, танки стали прорываться, была открыта стрельба по людям. В то утро у здания Радио погибли семнадцать человек, еще 52 были ранены и доставлены в больницу. После 14:00 арестованное руководство КПЧ было посажено на самолет и вывезено в Украину.
Вечером по европейскому времени Совет Безопасности ООН провел в Нью-Йорке экстренное собрание, на котором принял резолюцию осуждающую вторжение. СССР наложил на нее вето.
Утром молодежь начала строить баррикады, атаковать танки, забрасывала их камнями, бутылками с горючей смесью, пыталась поджигать военную технику.
По всей Праге начались массовые акции саботажа. Чтобы затруднить ориентацию в городе для военных пражане начали уничтожать уличные указатели, сбивать таблички с названиями улиц, номера домов.
Стены домов, витрины магазинов, заборы стали площадкой для беспощадной критики в адрес оккупантов.
«Беги домой, Иван, ждет тебя Наташа», «Оккупантам ни капли воды, ни ломтя хлеба», «Браво, ребята! Гитлер», «СССР, убирайся домой», «Дважды оккупированы, дважды научены», «1945 — освободители, 1968 — оккупанты», «Мы боялись Запада, на нас напали с Востока», «Не руки вверх, а голову выше!», «Космос вы покорили, а нас — нет», «Слону ежа не проглотить», «Не называйте это ненавистью, назовите это познанием», «Да здравствует демократия. Без Москвы» — вот только несколько примеров такой настенной агитации.
По современным данным, в ходе вторжения было убито 108 и ранено более 500 граждан Чехословакии, в подавляющем большинстве мирных жителей. Только в первый день вторжения было убито или смертельно ранено 58 человек, в том числе семь женщин и восьмилетний ребёнок.
Итогом операции по смещению руководства КПЧ и оккупации страны стало размещение в Чехословакии советского воинского контингента: пяти мотострелковых дивизий, общей численностью до 130 тысяч человек, 1412 танков, 2563 бронетранспортеров и оперативно-тактические ракетные комплексы «Темп-С» с ядерными боеголовками. К власти было приведено лояльное Москве руководство, в партии была проведена чистка. Реформы «Пражской весны» были завершены только после 1991 года.