В ночь с 20 на 21 августа в эфире прозвучал сигнал «Влтава-666» и началась операция «Дунай» (руководитель операции – генерал армии И. Г. Павловский). Как отмечает И. Дроговоз, в августе 1968 г. Советская Армия осуществила самую грандиозную по своим масштабам в послевоенный период стратегическую военную акцию. Около 30 танковых и мотострелковых дивизий СССР и его союзников за 36 часов оккупировали страну в центре Европы (в Афганистане СССР воевал силами лишь 4 дивизий). Всего в боевую готовность были приведены 70 дивизий ОВД.

Полумиллионный контингент (считая вспомогательные службы; численность собственно военного советского контингента составила 165 тыс. человек – на 20 тыс. больше, чем СССР потерял при освобождении Чехословакии в 1945 г.), 4600 танков пересекли границы ЧССР в двух десятках пунктов. 200-тысячная чехословацкая армия, считавшаяся одной из лучших в Европе, осталась в казармах и не оказала сопротивления, получив соответствующий приказ.

В 6.00 советская танковая колонна подошла к генштабу, и он был взят под контроль; между 6.40 и 7.00 было взято и блокировано здание правительства, к 9.00 взяты под контроль почта, телеграф, радио– и телецентры. В 9.00 десантники вошли в кабинет Дубчека – ему было заявлено, что он под надёжной охраной. Затем Дубчек, Черник, Смрковский и Кригель были арестованы агентами службы безопасности ЧССР, которой руководил генерал Шалгович (покончит с собой – официальная версия – в 1991 г.), и переданы советской стороне, которая обвинила их в саботаже и срыве соглашений в Черне-над-Тиссой и Братиславе. Главным лицом в ЧССР стал «генерал Трофимов», который почему-то носил полковничью форму. Это был член Политбюро ЦК КПСС, зампредседателя Совета министров и «начальник Чехословакии» К. Т. Мазуров.

Если армия ЧССР не оказала сопротивления, то гражданское население, главным образом молодёжь, устраивало акции гражданского неповиновения, митинги, блокировало шоссе, люди бросали в танки камни и бутылки с зажигательной смесью («коктейль для Молотова»), провоцировало солдат – главным образом советских, которые вели себя сдержанно. В отличие от этого представители других стран, испытывавшие к чехам давние «братские» чувства и уважавшие «орднунг», пресекали провокации огнём на поражение, и местное население это быстро уяснило. Кстати, именно эта «братская» любовь стала причиной, по которой советское руководство отказалось от ввода в ЧССР уже приготовленных Ульбрихтом пяти дивизий, ограничившись одной (формальное объяснение маршала Гречко: политически нецелесообразно, на дворе не 1939 год).

Вообще войска ОВД получили приказ открывать огонь только в ответ, и это правило в целом соблюдалось, хотя без эксцессов, естественно, не обошлось. По разным данным во время операции «Дунай» погибло (главным образом в результате несчастных случаев) от 100 до 300 чехословаков и примерно столько же солдат Советской армии. Официальные цифры советских потерь: 11 военнослужащих погибли, в том числе 1 офицер; ранено и травмировано 87 военнослужащих, включая 19 офицеров; в авариях, катастрофах при неосторожном обращении с оружием и т. п. погибло (а также умерло от болезней) 85 человек. Действительно, «бархатный» ввод войск.

Вечером 21 августа всё высшее руководство ЧССР на двух бронетранспортёрах было доставлено в аэропорт и вывезено в Польшу (в штаб Северной группы войск), а затем переправлено в Закарпатье, а после – в Москву на переговоры с советским руководством.

То, что лидеры ЧССР оказались за столом переговоров в Кремле – заслуга Людвика Свободы. Руководители СССР не собирались ни о чём договариваться с Дубчеком и его командой – они в глазах советских лидеров полностью провалились. В качестве участников переговоров Брежнев видел Свободу, министра национальной обороны генерала армии Дзура (член ЦК КПЧ генерал Дзур умрёт 15 января 1985 г. от сердечной недостаточности; это будет одна из четырёх странных смертей министров обороны ОВД за короткий промежуток времени между декабрём 1984 г. и январём 1985 г.: 20 декабря 1984 г. – член Политбюро ЦК КПСС маршал Д. Ф. Устинов – сердечная недостаточность; 2 декабря 1985 г. – член Политбюро СЕПГ, министр Национальной обороны ГДР генерал армии Г. Гофман – острая сердечная недостаточность; 15 декабря 1985 г. – член ЦК ВСРП, министр обороны Венгрии – сердечная недостаточность; все министры были лояльны по отношению к СССР и их дружный уход накануне антикоммунистических потрясений второй половины 1980-х годов не может не вызвать вопросы).

Появление Дубчека в Кремле – результат действия двух факторов: продолжающегося гражданского сопротивления в ЧССР и конечно же мужественной позиции 72-летнего президента Людвика Свободы. Не принадлежавший к лагерю реформаторов, вполне лояльный к СССР старый солдат Свобода поставил условие: арестованные руководители должны быть освобождены и принять участие в переговорах. К тому же, поскольку советское руководство стремилось политически оформить ввод войск – иначе советское присутствие в ЧССР оказалось бы нелегитимным – оно вынуждено было уступить: арестованных не только пригласили в Кремль, но приняли с почестями, как официальную делегацию.

После тяжёлых четырёхдневных переговоров, на которых чехословаки находились по обе стороны баррикад, Дубчек со товарищи подписали соглашение, в котором одобряли ввод войск.

27 августа Дубчек уже был в Праге и, с трудом выговаривая слова, обратился к народу, призвав верить ему, Дубчеку, и заявив, что всё происходящее – временные меры. Так начиналась «Пражская осень».