Несмотря на то, что Андропов был человеком незаурядным, он, как и все его предшественники, был приверженцем теории заговора. Выступая в октябре 1968 года, то есть через два месяца после ввода советских войск, перед комсомольцами КГБ, он сказал, что «изменение соотношения сил в пользу социализма» неизбежно ведет к попыткам Запада подорвать его успех: «Враг оказывает прямую и косвенную поддержку контрреволюционным элементам, предпринимает идеологические диверсии, создает всевозможные антисоциалистические, антисоветские и другие враждебно настроенные организации, раздувает пожар национализма. Яркое тому подтверждение — события в Чехословакии, где трудящиеся при братской международной поддержке стран социалистического содружества решительно пресекли попытку контрреволюционеров свернуть Чехословакию с социалистического пути».
Тот факт, что западные разведслужбы следили за ходом реформ в Чехословакии, Андропов интерпретировал как доказательство их роли в содействии событиям «Пражской весны». 19 июля «Правда» опубликовала выдержки из плана осуществления «идеологических диверсий» в Чехословакии, якобы разработанного в ЦРУ, в качестве прелюдии к «освобождению Восточной Германии и Чехословакии». Особо подчеркивалось предполагаемое «внедрение в органы государственной безопасности, военную разведку и контрразведку Чехословакии». Хотя сам план был сфабрикован Отделом А ПГУ (ответственным за «активные меры»), тревога Центра по поводу влияния «Пражской весны» на СТБ и его связи с КГБ была неподдельной. В июне министр внутренних дел Павел провел чистку СТБ и заменил Хоуску на сторонника Дубчека. В следующем месяце Павел публично заявил, что к его ведомству прикомандировано шесть офицеров связи КГБ. Если бы «Пражская весна» продолжалась, их дни были бы, несомненно, сочтены. Одновременно в серии статей Карела Каплана, главного эксперта официальной комиссии Пиллера, занимавшейся расследованием политических процессов пятидесятых годов, сообщалось, что «советники» КГБ во время процессов действовали независимо от чехословацких властей. Поговаривали, что Пиллер предупредил партийное руководство, что в докладе его комиссии будут содержаться настолько «шокирующие факты, что их обнародование может серьезно пошатнуть авторитет партии и кое-кого из ее высшего руководства». Хотя публикация доклада была отложена, полагают, что руководство Дубчека, в принципе, согласилось с рекомендацией комиссии о роспуске политической полиции. Премьер-министр Чехословакии Ольдржих Черник позднее утверждал, что опасения Москвы по поводу сокращения партийного влияния в органах госбезопасности и вооруженных силах, которые усугублялись паническими донесениями советских советников, были «последней каплей, переполнившей чашу терпения.»
Андропов, видимо, не входил в узкий круг из пяти членов Политбюро (Брежнев, Косыгин, Подгорный, Суслов и Шелест), которые принимали самые важные решения в ходе чехословацкого кризиса. Но, несмотря на это, панические оценки КГБ сыграли немалую роль. Косыгин и Суслов призывали к осторожности. Шелест, пожалуй, раньше других выступил за вооруженное вмешательство. Что же касается Брежнева, то он присоединился к мнению большинства. Предостережения Андропова о быстром развитии крупномасштабного империалистического заговора, направленного на подрыв партийного руководства чехословацкими структурами госбезопасности, оказало, по крайней мере, какое-то влияние на окончательное решение вопроса, в ходе которого предпочтение было отдано вторжению, а не менее насильственным мерам принуждения. Громыко продолжал утверждать до самой смерти в 1989 году, когда ОВД наконец принесла извинения за вторжение, что «конечно, враги новой (т.е. коммунистической) Чехословакии получали помощь извне так же, как это было в Венгрии в 1956 году». В свои мемуары он включил самые невероятные подробности подготовки к якобы запланированному государственному перевороту, которые он, вероятно, почерпнул из панических разведдонесений в 1968 году: «В определенные часы, главным образом, ночью изменялись номера домов, а иногда и названия улиц. Это свидетельствовало о том, что враги новой Чехословакии готовились тщательно и заблаговременно.»
КГБ слишком оптимистично оценивал силы Чехословацкой компартии и ошибочно полагал, что рабочий класс поддержит смену руководства Дубчека. Эти оценки, пожалуй, даже больше, чем панические донесения о заговоре при поддержке Запада, оказали влияние на принятие решения о вводе войск. КГБ также сфабриковал многие свидетельства, указывающие на наличие империалистического заговора, которые позже были использованы для оправдания вторжения. Тридцать с лишним нелегалов КГБ, действуя под видом западных туристов, расклеивали подстрекательские воззвания и лозунги, призывающие к свержению коммунизма и выходу из ОВД. Брат Гордиевского также рассказывал ему, что КГБ был причастен к созданию и обнаружению тайников с оружием, которые «Правда» поспешила приобщить к списку свидетельств подготовки к вооруженному восстанию судетских реваншистов. Орган восточногерманской партии газета «Нойес Дойчланд» пошла еще дальше и поместила фотографии американских солдат и танков в Чехословакии. Фотографии были взяты (хотя восточногерманская пресса так в этом и не призналась) из американского фильма о войне, который снимался в Богемии при участии чешских солдат, одетых в американскую форму образца 1945 года, и танков с американскими опознавательными знаками, которые были предоставлены за валюту чехословацкой армией. По словам старого эксперта ПГУ по Чехословакии Анатолия Русакова, который в 1968 году находился в Праге, у него и советников КГБ были серьезные возражения против провокаций, осуществлявшихся по приказу Центра, поскольку они считали, что риск, связанный с раскрытием этих действий, слишком велик. Брат Гордиевского тоже переживал из-за этих провокаций, осуществление которых КГБ поручил ему и другим нелегалам.
Время вторжения Советской Армии при поддержке воинских контингентов других стран ОВД в ночь с 20 на 21 августа 1968 года было продиктованно желанием упредить созыв сентябрьского съезда партии, который, по советским оценкам, мог привести к непоправимой демократизации чехословацкого коммунизма. Как раз накануне ввода войск Центру стало известно, что дочь Василя Биляка, одного из представителей консервативного меньшинства в чехословацком Президиуме, которого прочили на место Дубчека, учится в Англии. Центр срочно приказал своему резиденту в Лондоне Юрию Николаевичу Воронину разыскать девушку и уговорить ее вернуться на родину. Когда началось вторжение, дочь Биляка была уже в Чехословакии.
Основные военные цели вторжения были достигнуты уже через сутки. Начиная с 11 часов вечера во вторник 20 августа, части советской 24-й воздушной армии взяли под контроль основные аэропорты Чехословакии и координировали действия сотен транспортных самолетов «Ан», которые перевозили войска и танки. Одновременно советские войска и силы Варшавского Договора пересекли границу Чехословакии на севере, востоке и юге и перекрыли границу с Западной Германией. К утру 21 августа, в среду, части чехословацкой армии, которые и не пытались оказать организованного сопротивления, были нейтрализованы, и вся сеть дорог и коммуникаций оказалась под контролем советских войск. Дубчек и большинство ведущих реформаторов из состава чехословацкого Президиума были арестованы группой СТБ и КГБ под командой полковника Богумила Молнара. Их вывезли из страны через советскую границу и заперли в казармах КГБ в Карпатах. Агент КГБ Йозеф Хоуска был быстро восстановлен в должности начальника СТБ. Непосредственно во время вторжения КГБ действовал хуже, чем Советская Армия. Регулярные части сопровождали вооруженные отряды КГБ, в задачу которых входило проведение операций по типу «Смерш» с целью выявления и нейтрализации членов контрреволюционной оппозиции. Эти подразделения были подготовлены плохо и действовали соответственно. Солдаты Советской Армии, которым сказали, что народ Чехословакии попросил о братской помощи, страшно удивлялись, когда люди взбирались на танки, говорили им, что их сюда никто не звал, и уговаривали их вернуться домой. В течение нескольких дней подпольные радиостанции продолжали выступать с осуждением вторжения. 22 августа прошла часовая всеобщая забастовка, которая сопровождалась массовыми, главным образом, мирными демонстрациями по всей Чехословакии.