Для введения противника в заблуждение разработали план оперативной маскировки, согласно которому боевые действия предусматривались в направлении ущелья Горбанд (в противоположном от Панджшера направлении, якобы в Бамиане). В течение десяти дней с 6 по 16 мая проводились подготовка и практические мероприятия по «захвату» этого ущелья. Доводились соответствующие документы до афганской стороны. Распространялись «секретные» слухи о предстоящих боях в Горбанде. Были проведены демонстративные отвлекающие действия (постановка боевых задач подразделениям ВС ДРА на действия в Горбанде, нанесение огневых ударов по целям в том районе и т. п.). Мятежники поверили дезинформации и стали перебрасывать в Горбанд дополнительные силы из прилегающих районов, в том числе даже и из Панджшера.
Главные события начались в ночь на 16 мая, когда разведывательные подразделения (11 разведрот) захватили почти без боя все господствующие высоты у входа в долину Панджшер. В следующую ночь батальон 177-го мсп, опираясь на разведподразделения, захватил очередные важные высоты на глубину до 10 км от входа в долину.
В 4:00 17 мая основные силы войск приступили к выполнению боевых задач согласно основному плану операции. После нанесения мощных авиационных и артиллерийских ударов в долину вошли три советских батальона. Два из них действовали в пешем порядке, продвигаясь по гребням высот справа и слева от долины, а третий на бронетехнике стремительно продвигался по долине в направлении Руха, Базарак.
В 5:00 высадили первый тактический воздушный десант (ТВД) в составе советского и афганского батальонов. Затем в течение первого дня операции в различные зоны (всего четыре) на глубину от 40 до 100 км высадили еще шесть батальонов, во второй день — четыре, в третий — два, в четвертый — два. Десанты расчленили формирования мятежников и создали условия для их разгрома по частям. Затем осуществили десантирование ТВД в очень сложный район Эвим, Шархан, вблизи пакистанской границы, что дало возможность закрыть «горло» Панджшера и захватить узел дорог и долин, через который шла основная масса караванов с оружием и боеприпасами из Пакистана, а в обратном направлении переправлялся лазурит, изумруды и опиум.
В общей сложности в этой операции было десантировано двадцать советских и афганских батальонов численностью более 4200 чел. Они заблокировали входы и выходы из долины и способствовали окружению моджахедов.
В ходе операции советские части блокировали, а афганские подразделения, сотрудники госбезопасности ДРА и партийные активисты проводили прочесывание населенных пунктов, долин и ущелий, осуществляя поиск спрятанного оружия и боеприпасов. Широко использовались показания пленных, допрос которых производился на месте их пленения. Этот метод оказался довольно эффективным, о чем говорил в своем выступлении на военно-научной конференции в июле 1982 г. заместитель начальника разведки 40-й армии подполковник И. П. Иваненков: «Одним из важных способов добывания данных о противнике является работа с пленными и местными жителями. Специфика партизанской войны, которую ведут мятежники, отсутствие у них стройной организации вооруженных формирований, формы одежды, размещение среди местных жителей затрудняют, а иногда исключают ведение разведки обычными способами. В таких условиях особую важность приобретает работа с пленными, задержанными и местными жителями непосредственно в районе боевых действий. Опыт операции в ущелье Панджшер еще раз подтверждает эти выводы.
Всего в операции было захвачено около 200 пленных, из них более 120 (60 %) было допрошено, 95 пленных (47 %) дали показания, из которых было выявлено и подтвеждено наличие более 200 объектов. Наиболее важные показания, такие, как сосредоточение крупных складов в ущелье Парандех, были реализованы с проводниками, в роли которых выступали пленные, давшие показания по этим объектам.
Этот опыт получил дальнейшее распространение в горах Искаполь провинции Газни, где захваченные пленные были использованы в качестве проводников…»
Несмотря на массированное применение десантов, одновременное стремительное продвижение советских и афганских войск вдоль долины, успешные действия авиации и непрерывное огневое воздействие артиллерии, моджахеддины Ахмад Шаха продолжали оказывать упорное сопротивление. Их поддерживали местные жители. Мятежники сосредоточили основные усилия на удержании господствующих высот, идущих параллельно Панджшеру, а также высот при входе в ущелья, примыкающие к долине.