Нервозность Дубчека была, однако, понятна, а требования Брежнева и Политбюро ЦК КПСС удивляют своей неадекватностью. Франтишек Кригель в то время был не только членом Президиума ЦК КПЧ, но и занимал выборный пост Председателя Национального фронта ЧССР. Честмир Цисарж был секретарем ЦК КЦСС по идеологии и также членом Президиума ЦК КПЧ. Оба они участвовали в переговорах в Чиерне-над-Тиссой, и непонятно, как мог Дубчек принимать на себя обязательство об их смещении. Это мог сделать только пленум ЦК или съезд КПЧ, но отнюдь не под давлением Брежнева. Не мог Дубчек убрать с политической арены и популярного в партии и стране Иржи Пеликана. Для этого также нужна была понятная для всех причина. В любом случае все эти проблемы не могли служить убедительным мотивом для отказа советского руководства от переговоров и для военного вмешательства. Между тем войска Варшавского Договора занимали уже исходные позиции на границах Чехословакии.
Письмо, полученное Шелестом и Брежневым, не имело юридического значения: подписавшие его лица не были руководителями страны и партии. Но для советских лидеров это не казалось важным, ибо именно люди, подписавшие письмо, должны были после советского вмешательства возглавить КПЧ и ЧССР. Алоиз Индра был намечен на пост Первого секретаря ЦК КПЧ, Василь Биляк должен был возглавить правительство Чехословакии, а Драгомир Кольдер — заменить Кригеля на посту Председателя Национального фронта. Президентом ЧССР предполагалось оставить Л. Свободу. С получением «письма» вопрос о вступлении войск Варшавского Договора в Чехословакию был решен окончательно, и никакие новые переговоры и контакты не могли ничего изменить.
Считается, что чехословацкие руководители ничего не знали о советском вторжении до его начала. Это не так. В СССР хотели исключить возможность сопротивления со стороны армии и пограничников ЧССР. Поэтому министр обороны СССР маршал Андрей Гречко лично предупредил министра обороны ЧССР генерала Дзура о предстоящем вступлении советских войск, а также немецких, польских и венгерских подразделений на территорию ЧССР. Гречко без обиняков сказал Дзуру, что он пожалеет, если со стороны Чехословацкой армии прозвучит хотя бы один выстрел. Дзур подчинился, но он не мог не отдать на этот счет необходимых приказов. Накануне вторжения Брежнев позвонил и президенту ЧССР Л. Свободе, попросив того отнестись с пониманием к предстоящей акции, дабы не вызывать вмешательства НАТО. Заранее знали о вторжении и некоторые высшие офицеры службы безопасности ЧССР, они срочно создавали группы поддержки. Под видом туристов в Прагу начали прибывать офицеры КГБ и ГРУ. У каждой из таких групп была какая-то своя конкретная задача. Были предупреждены о предстоящем вторжении и главные фигуры из так называемых «здоровых сил».
17 августа я узнал от друзей, что Брежнев и Косыгин вернулись в Москву из Крыма, прервав отпуск. В Москве началось расширенное заседание Политбюро с участием военных. Ничего, казалось бы, не произошло после встречи в Братиславе, но тон печати стал более резким. С 17 по 20 августа в Москве непрерывно проходили совещания на самых высоких уровнях, и это обстоятельство не предвещало ничего хорошего. Мысль о вторжении в Чехословакию витала в воздухе. Вечером 20 августа я был в гостях у известного кинорежиссера Михаила Ромма на его даче в Пахре. Мы говорили почти исключительно о Чехословакии. Ромм ждал вторжения, но я надеялся на мирное разрешение конфликта, оккупация ЧССР казалась мне бессмысленным и губительным актом. Очень скоро выяснилось, что Ромм был более точен в своих ожиданиях.
По чехословацкому времени вторжение войск Варшавского Договора началось 20 августа в 23 часа. Приказ требовал подавления всех очагов сопротивления, и орудия были готовы к бою. Но сопротивления нигде не было, не считая нескольких одиночных выстрелов, что могло быть и актом отчаяния, и провокацией. Население наблюдало идущие по дорогам войска с удивлением и гневом. Солдатам не давали воды, с ними не вступали в контакты. На перекрестках жители снимали указатели, закрывали названия улиц, даже номера домов. Пограничники не вмешивались: многие из них считали, что речь идет о плановых перемещениях войск Варшавского Договора или о крупных учениях. Армия ЧССР была поднята по тревоге, но не покидала мест своей дислокации, солдаты оставались в казармах.
Еще вечером 20 августа большая группа «туристов» из ГРУ и КГБ захватила Рузский аэропорт близ Праги, на который через несколько часов стали прибывать военно-транспортные самолеты. Шум моторов этой армады слышала вся столица. Началась высадка воздушно-десантных войск и частей Таманской танковой дивизии. Вскоре мощная колонна двинулась, не встречая сопротивления, к центру Праги. С чисто военной точки зрения, как отмечали позднее западные специалисты, операция по оккупации ЧССР была проведена четко, быстро, точно и эффективно, хотя в ней было задействовано около 700 тысяч человек.
Днем 20 августа в здании ЦК КПЧ началось заседание Президиума ЦК. Многие ждали вторжения, но Дубчек, ссылаясь на заверения Брежнева, надеялся на чудо. Сообщения о начале вторжения пришли сразу с разных сторон. У Дубчека было еще много противников в ЦК КПЧ и в Президиуме ЦК. Здесь было немало людей с не вполне четко обозначенной позицией. Биляк предупреждал Брежнева, что в критический момент за Дубчека будут голосовать только 5 членов Президиума ЦК из 11. Эти расчеты на перевес «здоровых сил» были опрокинуты волной возмущения грубым попранием прав ЧССР и КПЧ. Семь членов Президиума ЦК КПЧ проголосовали за Обращение к стране, предложенное Дубчеком. Биляк и Индра поспешили в советское посольство, которое превратилось в штаб «здоровых сил». Здесь собралось около 20 членов ЦК КПЧ. Но даже авторитетный в стране Любомир Штроугал отказался поддержать Биляка и Индру. Между тем заседание Президиума ЦК КПЧ продолжалось, и Дубчек дал согласие на срочный созыв партийного съезда, делегаты на который были уже избраны по всей стране. К 4.30 утра здание ЦК было окружено плотным кольцом советских солдат, бронемашин и танков. Отряд парашютистов вошел в здание, телефоны молчали, на руководителей КПЧ направили дула автоматов. Несколько часов никто не знал, что делать дальше. На площади собралась огромная толпа, люди пели гимн ЧССР, скандировали имя Дубчека. Один из граждан был убит, несколько человек ранено. Лишь в 9 часов утра в кабинет Дубчека вошла группа работников безопасности Чехословакии, объявив, что Дубчек, Смрковский, Кригель и Шпачек арестованы от имени «революционного трибунала», которым руководит Алоиз Индра. Арестованных увели. Вскоре стало известно об аресте премьера Черника и еще нескольких человек. Остальные могли разойтись.
Весь день 21 августа Брежнев, Косыгин, Андропов и Гречко получали множество противоречивых сообщений из Чехословакии. Не только Прага, но также Братислава, Брно и другие города представляли море негодующих людей, в кольце которых находились танки и солдаты Советской армии и других частей Варшавского Договора. Войска не могли и не имели права и повода разгонять массовые манифестации, они пришли помогать друзьям. Специальные выпуски газет и пражское радио призывали граждан к спокойствию и просили не строить баррикад и не выходить без нужды из дома. С призывом к спокойствию обратился к стране и Л. Свобода. Советские десантники в Праге находились в полной изоляции, их окружала враждебная, но не агрессивная толпа, были случаи, когда молодые люди бросались под танки. Горожане не давали солдатам пить, не разрешали пользоваться туалетами, что создавало трудности при 30-градусной жаре. Любители забивали передачи военных радиостанций. Среди офицеров и солдат росло недоумение и недовольство. Вместе с войсками в Прагу прибыл член Политбюро и заместитель премьера СССР Кирилл Мазуров. Он находился здесь под именем «генерала Трофимова», хотя на нем была форма полковника. Он имел все полномочия и поддерживал постоянную связь с Косыгиным и Брежневым. Но и он не знал, что делать: обстановка в стране и в Праге не соответствовала плану, наспех разработанному в Москве. «Здоровые силы» попрятались по углам или даже примкнули к манифестациям протеста. В ночь с 21 на 22 августа в посольстве СССР, а затем в одной из гостиниц были предприняты попытки создать новое — «рабоче-крестьянское правительство Чехословакии» во главе с А. Индрой. Эти попытки провалились. Было очевидно, что народ отвергнет любое созданное в посольстве антидубчековское правительство. Гораздо успешнее действовали противники оккупации. Оставшиеся на свободе 22 министра во главе с заместителем премьера Любомиром Штроугалом объявили, что берут управление страной в свои руки. Хотя подпись Штроугала стояла на письме, переданном Шелесту в туалете в Братиславе, об этом никто не знал, да и сам Штроугал отказался от контактов со своими недавними единомышленниками. 22 августа в пригороде Праги на одном из крупных заводов и под охраной рабочей милиции собрался Чрезвычайный съезд КПЧ. Сюда не успели прибыть делегаты из Словакии, но они составляли меньшинство, а медлить было нельзя. Съезд принял ряд документов с оценкой ситуации и избрал новый состав ЦК КПЧ.