Вечером 20 августа противостояние обостряется: на Садовом кольце, разметав баррикады, начинает движение бронетехника путчистов. Сторонники Ельцина полагают, что это начало штурма Дома Советов, о котором говорят второй день, хотя последующее расследование показало, что военные получили лишь приказ передислоцироваться в район Арбата. Безоружные москвичи запрыгивают на броню движущихся БМП, пытаются закрыть брезентом смотровые щели. Одну из БМП подожгли огневой смесью, экипаж покидал машину под градом камней и металлических прутьев. Чтобы прикрыть отход товарищей, военные стреляют вроде бы в воздух, но за пару минут на стороне защитников демократии три трупа: Дмитрий Комарь (разбил голову при падении с брони), Дмитрий Усов (убит срикошетевшей пулей), Илья Кричевский (огнестрельное ранение в голову, виновника которого так и не установили) — все молодые ребята до 30 лет.
К 2 часам ночи войска путчистов занимают позиции у Белого дома, но штаб генерала Ачалова, непосредственно командующего операций, не намерен начинать штурм без письменного распоряжения ГКЧП. Никто из высших путчистов ответственности на себя так и не взял и после 3 часов ночи Ачалов приказал отвезти войска из центра столицы. Писатель и журналист Олег Мороз позднее рассказал о настроениях в спецподразделении «Альфа» перед возможным штурмом Белого дома: «Военные должны были обстрелять из гранатометов каждое окно со 2–го по 5–й этаж, после чего спецназовцы, ворвавшись в здание, провели бы «зачистку» по инструкции: сотрудник открывает дверь помещения, бросает гранату и дает очередь из автомата». Многие бойцы отказались участвовать в подобной операции.
Утром 21 августа становится очевидно, что путч провалился. К 17 часам Янаев указом объявил ГКЧП распущенным, а все его решения — недействительными. Путчисты летят в Форос к Горбачеву, но получают от ворот поворот. Спустя час президент принимает российскую делегацию во главе с Руцким, Примаковым, Бакатиным, говорит с Ельциным по телефону и благодарит всех защитников демократии. В полночь он прилетает в Москву, следом садятся два борта с членами ГКЧП Язовым, Крючковым и их сподвижниками. Их арестовывают и размещают в подмосковных пансионатах. Янаев арестован утром в своем рабочем кабинете.
Почему их сразу не расстреляли? А за что? Большой крови путчисты не пролили. В глазах Ельцина, Горбачева или Примакова их демарш выглядел абсолютно логичным: хорошо знакомые им советские вельможи дали бой за свои идеалы. А проиграв, ускорили их гибель.
22 августа собравшаяся на Лубянской площади толпа защитников демократии собралась было брать штурмом здание КГБ, но ограничилась низвержением с постамента памятника создателю госбезопасности Феликсу Дзержинскому. Погибших Комаря, Усова и Кричевского хоронят с державным пафосом — на Ваганьковском кладбище, присвоив посмертно звание Героев Советского Союза.
Под шумок о независимости от СССР объявили не только прибалты, но и Белоруссия — Верховный Совет БССР придал декларации о суверенитете республики статус конституционного закона. Еще до окончания путча 12 государств признали суверенитет трех прибалтийских республик, а Литву, уже в сентябре приняли в ООН.
Горбачев после попытки переворота обречен: ему припоминают, что все путчисты — его же выдвиженцы. Он слагает с себя полномочия генсека КПСС, а саму Компартию Ельцин в ноябре объявит вне закона. Президент РСФСР ведет себя так, словно президент СССР и вся союзная система — просто чердак в доме, покинутый всеми из — за аварийного состояния. Ельцин подписал пакет из десяти указов, связанных с переходом России к рыночной экономике. 7–8 декабря вместе с президентом Украины Леонидом Кравчуком и президентом Белоруссии Станиславом Шушкевичем российский лидер подписывает в Соглашение о создании Содружества Независимых Государств, где констатируется исчезновение СССР как «субъекта международного права и геополитической реальности».