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8月20日晚11時,布拉格機場接到一架蘇聯民航機信號“機械事故,要求迫降”沒有理由不同意。客機一降落,數十名蘇軍突擊隊員衝出機艙迅速占領機場。幾分鐘後,蘇第24空軍集團軍巨型運輸機開始降落,一分鐘一架。1小時後,一輛蘇聯大使館的汽車引路,蘇軍空降師直撲布拉格。
於此同時,蘇陸軍總司令帕夫洛夫斯基大將指揮4個蘇軍裝甲師,1個空降師,1個東德師從波蘭直搗布拉格。(西方向第一方面軍〕駐德4個蘇軍師,1個東德師切斷捷西部邊界。(西方向第二方面軍〕駐匈蘇軍8個師,匈軍2個師,保加利亞軍一部從南部進攻。(西南方向第一方面軍〕蘇波合成軍4個師進攻北部。(西方向第三方面軍)同時蘇軍對北約與捷軍開始全面電子壓制。
21日拂曉,蘇軍占領布拉格,逮捕杜布切克。
在進攻開始6小時後,蘇軍控制了捷克全境。幾十萬捷軍被全部繳械,北約也沒來得及作出任何反應。這是蘇軍一次典型方面軍群進攻戰役。西方向主攻,西南方向配合,共動用4個方面軍,1個坦克集團軍,4個諸兵種合成集團軍,26個師,約30萬人。但由於進攻過快,兩個戰略方向的後備坦克集團軍群均未出動,只動用了各集團軍,師,團的直屬坦克,共有9000餘輛。