Однако обороняющиеся начали испытывать дефицит боеприпасов и даже легкого стрелкового оружия. Один из ополченцев писал в дневнике: «В городе все ребята готовятся к вечерним боям. Есть большой дефицит рожков от автомата. От каждого рожка зависит то, как долго сможет держать оборону конкретный боец. Автомат мне пока забрать не удалось, но патроны к нему я уже нашел».
Грузинские пехотинцы при поддержке танков и артиллерии вновь атаковали миротворческую базу. Миротворцам удалось уничтожить шесть танков противника, четыре БМП и около 50 пехотинцев. В ходе боя был взят в плен грузинский корректировщик огня, который, озаботившись собственной безопасностью, предупредил о целенаправленном артиллерийском ударе, что позволило спастись не только ему, но и избежать излишних потерь среди миротворцев.
«Красная звезда» затем писала: « Батальонная тактическая группа 135-го полка к базовому лагерю пробиться не смогла. Единственное надежное убежище – подвал – сгорело вместе с казармой. Максимальная вместимость котельной – десять человек… Раненая нога позволяла сносно передвигаться, и подполковник Константин Тимерман, осмотрев позиции, принял решение на выход из боя и отход подразделения. Уничтожили секретные документы и аппаратуру, взорвали уцелевшие автомобили. Отходили под огнем. Троих раненых взяли с собой и никого не потеряли. Батальон, разделенный на шесть групп, разными маршрутами утром 10 августа вышел на полигон Дзари, в семи километрах от Цхинвала».
В 16.35 российская авиация произвела обстрел объектов в городе Они.
Около 16.30 мск грузины уже в четвертый раз (устами Саакашвили) сообщили о взятии Цхинвала, а также о «победе над Россией». Также Саакашвили на встрече с оппозицией заявил об уничтожении грузинскими подразделениями 60 бойцов спецназа ГРУ РФ. Минобороны РФ опровергло сообщения грузинской стороны о взрыве моста в Южной Осетии недалеко от Рокского туннеля, что якобы затруднило продвижение российских войск в Южной Осетии. Вечером грузинские войска предприняли новое наступление в районе Цхинвала. Сообщалось, что грузинским силам удалось войти в город. Одновременно с этим грузинская сторона попыталась перерезать Зарскую дорогу к северу от Цхинвала, связывающую город с Северной Осетией. Грузинское командование перебрасывает из Батуми в Южную Осетию дополнительную военную технику.
Однако за Джавой развернулся полк тяжелых самоходок 503-го полка, 152-миллиметровые САУ начали обстрел позиций грузинских войск по заранее полученным целям. Это позволило югоосетинским войскам отбить северные районы города и начать массовую эвакуацию мирных жителей. Как сообщило вечером российское командование, огневые точки грузин были подавлены и обстрел Цхинвала прекратился. К моменту вступления сил РФ в город в нем не было воды, газа, света, а все жители спрятались в подвалы.
По данным югоосетинской стороны, к 23.00 по московскому времени атаки на Цхинвал и Зарскую дорогу были отражены.
К исходу дня отдельные группы грузинской пехоты закрепились на южных окраинах Цхинвала, южных скатах высоты 1475,1. Грузинские танковые подразделения, понеся потери, отошли на исходные позиции.
Несмотря на ограниченную пропускную способность Рокского туннеля, группировка Российской армии была в кратчайшие сроки увеличена до 12 тысяч человек, что стало неожиданностью для противника: за двое суток была создана мощная группировка, способная вести боевые действия.
В Цхинвал были переброшены подразделения 19-й мотострелковой дивизии 58-й армии. Они состояли из 693-го и 135-го мотострелковых полков (без 2-го батальона, который выполнял миротворческие функции и был блокирован в Цхинвале), ВДВ, а также нескольких батальонов спецназа ГРУ. Кроме того, к исходу суток на территории Южной Осетии развернулась полковая тактическая группа 76-й десантно-штурмовой дивизии.
Тбилисское телевидение начало показывать весьма символические фильмы: «300 спартанцев», «Храброе сердце», «Робин Гуд», «Троя», «Гладиатор» и «Цельнометаллическая оболочка».
10 августа
Не входя в соприкосновение с населением, российские вооруженные силы полностью ликвидировали военную инфраструктуру Грузии. Это сделала специальная рота прапорщиков, заведующих армейскими складами.