八·一九事变全军覆没。
莫斯科卫戍区司令加里宁宣布，8月20日23时至次日凌晨5时在莫斯科实施宵禁。
苏联国家紧急委员会要求俄罗斯广播电视委员会服从全苏广播电视公司的领导。苏联内务部撤销了俄罗斯内务部向莫斯科派遣数百名军事院校武装学员的命令。
相反，俄罗斯及其支持者在8月20日采取了一系列行动。上午9时许，约5万名示威者聚集在俄罗斯议会大楼旁，表达了保卫大楼的愿望。西伯利亚煤矿工人罢工人数增加。中午13: 36，俄罗斯总统叶利钦、副总统鲁德斯科伊、代议长哈兹布拉托夫、总理西拉耶夫联名致信苏联最高苏维埃主席卢克亚诺夫，要求在收到信件后24小时内会见戈尔巴乔夫；三天内与世界卫生组织专家一起对戈尔巴乔夫进行体检，并将检查结果公之于众；取消对所有俄罗斯舆论工具活动的限制；21年8月26日在俄罗斯联邦举行的最高苏维埃非例行会议期间，停止在俄罗斯联邦实施紧急状态；将部队撤回原地；确保俄罗斯总统不受阻碍地行使权力；停止威胁俄罗斯领导人，确保他们不可侵犯和自由出入；解散苏联国家紧急状态委员会，撤销其所有命令和决定。卢克扬诺夫会见了鲁德斯科伊、哈斯布拉托和西拉耶夫，承诺保证俄罗斯联邦最高苏维埃8月21会议正常进行，驻莫斯科部队返回原总部，确保俄罗斯不受威胁。
叶利钦宣布开始接管俄罗斯的武装力量，并宣布苏联国防部长亚佐夫在18年8月之后发布的所有命令无效。部署在俄国的苏联军队和克格勃部队被命令就地撤回袖手旁观，所有离开原来驻地的部队必须立即返回。叶利钦还任命少将·谢尔巴科夫为列宁格勒军区司令。当天下午，叶利钦还先后打电话给美国总统布什和英国首相梅杰，寻求国际支持，呼吁西方要求释放戈尔巴乔夫。
莫斯科市长波波夫和列宁格勒市长索布恰克公开反对国家紧急状态委员会，支持叶利钦。俄罗斯最高苏维埃国家事务委员会主席卢金在记者会上表示，约70%的地方政府机关支持俄罗斯领导。
一些士兵开始叛变。原定于8月20日凌晨3点攻占俄罗斯议会大厦，但因克格勃特种部队“阿尔法”小组拒绝执行命令而夭折(“阿尔法”小组服从克格勃主席，直属苏联克格勃第九局)。驻扎在莫斯科周围的大多数师的指挥官拒绝外出。驻扎在远东萨哈林和堪察加的苏联军队表示支持俄罗斯总统。
8月20日，各加盟共和国的形势也发生了变化，对苏联国家紧急委员会不利。哈萨克斯坦总统纳扎尔巴耶夫发表正式声明:“宣布紧急状态只能以宪法和法律为依据”，苏联国家紧急状态委员会“在没有苏维埃共和国最高苏维埃参与的情况下制定了公开的非法文件”。他希望听到戈尔巴乔夫本人的意见，并建议立即在苏联最高苏维埃会议上讨论政治局势，并在10天内召开苏联特别人民代表大会。摩尔多瓦总统斯涅古尔发布命令，宣布苏联国家紧急状态委员会的决定和命令在该共和国没有法律效力。摩尔多瓦总理穆拉维斯基发布命令，禁止在共和国出版《劳动》、《工人论坛报》、《真理报》、《消息报》、《红星报》、《苏维埃俄罗斯》、《农村生活》和《莫斯科真理报》。格鲁吉亚总统加姆萨胡尔发出呼吁，要求西方国家支持苏联的民主、多党制和人民选举的议会和总统。
8月21是事件发生的第三天。清晨，国家应急委员会采取了行动。零点钟声一响，一队空降兵军车从美国大使馆方向开向俄罗斯议会大厦旁的路障。领头的军车被拦下，士兵们向空的实弹开枪。第一批军车穿过美国大使馆旁的人墙，向新阿尔巴特街驶去。20辆装甲车突破了新阿尔巴特街的第一批路障，向俄罗斯议会大厦驶去。
莫斯科响起了零星的枪声。一名试图打开装甲车门的年轻人被击毙。纠察队用帆布盖住了空降装甲车的观察孔，迫使一辆装甲车返回新阿尔巴特街下的隧道。一些记者聚集在周围，一名少校军官告诉俄新社，他将在今晚袭击俄罗斯议会大厦。为此准备了30辆坦克和40辆装甲运兵车，将有近1000人参加战斗。现在，武装部队正从列宁街和贾普里斯坦赶来。
但陆军的装甲运兵车没有通过无轨电车组成的隔离带，在1: 30撤退到新阿尔巴特街。在美国使馆区，两名叶利钦的支持者被打死，一些人受伤。
之后，军队停止前进。部分部队倒戈支持叶利钦。军队开始撤出莫斯科。一些军区，如Privorzhsk-Ural军区，公开表示支持叶利钦。
中午，叶利钦在俄罗斯最高苏维埃特别会议上宣布，他已经控制了俄罗斯的武装力量。许多部队，特别是塔曼步兵师、坎捷米罗夫卡师和空降兵，已经转向俄罗斯联邦，执行俄罗斯总统的命令。空降部队的图拉军团没有攻击俄罗斯议会大厦，而是保护了它。叶利钦还向会议通报说，国家紧急状态委员会的一些成员已经抵达莫斯科沃尔努科沃机场，并要求俄罗斯内务部和克格勃立即派人封锁机场。
形势变得更糟了。下午16，苏联国防部召开新闻发布会宣布，国防部部长会议决定将部署在紧急地区的部队撤回原驻地。莫斯科卫戍区司令加里宁发布公告称，在首都莫斯科“实施宵禁是不合适的”。决定从8月21日起解除首都宵禁。塔斯社还发布公告:前苏联国家紧急状态委员会于8月19日颁布的限制中央政府、莫斯科市和国家社会政治出版物出版的条例被撤销。
俄罗斯联邦最高苏维埃特别会议决定在下午17向国家紧急状态委员会发出最后通牒；立即解散国家紧急委员会；释放戈尔巴乔夫；解除全国的紧急状态。在得知克留什科夫、亚佐夫和季贾科夫前往克里米亚会见戈尔巴乔夫后，会议决定派俄罗斯副总统鲁德斯科伊和总理西拉耶夫前往克里米亚会见戈尔巴乔夫。
鲁德斯科伊和西拉耶夫立即带着36名特种部队武装警察出发，同行的还有苏联安全委员会成员巴卡亭和普里马科夫、几名俄罗斯议员和两名医疗专家。还有几个苏联记者，法国驻苏联大使佩希奇，哈萨克驻莫斯科代表特米尔巴耶夫。
鲁德斯科伊等人在飞机前舱讨论了三个作战方案:1。在戈尔巴乔夫别墅10 km处发出最后通牒；2.包围别墅，发出最后通牒；3.出其不意地营救戈尔巴乔夫。鲁德斯科伊还在飞机上发电报给海军司令切尔纳文，要求从海军陆战队派出增援部队，并确保俄罗斯专机降落在塞瓦斯托波尔附近的军用机场。
下午19，飞机抵达克里米亚的贝利贝克机场。克里米亚自治共和国最高苏维埃主席巴格罗夫到机场迎接，并建议先给戈尔巴乔夫打电话。西拉耶夫说:“我们直接去吧。”
总统别墅一片寂静。俄罗斯代表团、记者和医生被安排在别墅电影院等候。有人一直盯着他们，告诉他们卢克亚诺夫、伊瓦什科、克留什科夫、亚佐夫、季贾科夫等人早到了。
半个多小时后，俄罗斯代表团被邀请到主楼。戈尔巴乔夫先会见了代表团全体成员，然后与鲁德斯科伊、西拉耶夫、卢克亚诺夫和伊瓦什科进行了交谈，忽略了克留奇科夫、亚佐夫、季贾科夫等人。
晚上21左右，戈尔巴乔夫发表声明，宣布已经完全控制了局面，与外界一度中断的联系已经恢复。再过几天，他就可以完全履行总统的职责了。
深夜，戈尔巴乔夫夫妇、他们的女儿、孙女和俄罗斯代表乘车抵达机场。戈尔巴乔夫的家人登上俄罗斯代表团的“Tu-134”客机，将克留奇科夫扣为人质。卢克扬诺夫、亚佐夫等人来的时候坐的飞机。两架飞机同时飞回莫斯科。
8月22日凌晨2点，飞机抵达莫斯科。鲁德斯科伊让俄罗斯突击队一个人下去，确信斯坦科维奇和其他忠于叶利钦的人在场，然后和戈尔巴乔夫等人一起下了飞机。
与此同时，抓捕行动已经开始。亚佐夫下飞机后，俄罗斯内务部特工秘密护送他进入机场大楼。这时，俄罗斯内务部长巴拉尼科夫拍了拍亚佐夫的保镖的肩膀说:“好了，你的任务已经完成了。”亚佐夫对走在身边的巴克拉诺夫说:“啊，它好像在逮捕我……”
亚佐夫钻进车里，遗憾地把元帅帽扔在座位上，喃喃地说:“哦，太晚了……”
Kryuchkov被捕时很平静。执行逮捕令的俄罗斯内务部副部长杜纳耶夫问他:“你知道你会受到什么惩罚吗？”答:“对我和紧急委员会其他成员的审判不会给俄罗斯和苏联带来荣耀。”在机场被捕的还有Ji Djakov。
8月21日下午4点，政变之初藏在克里姆林宫地下室的两名忠于戈尔巴乔夫的助手制服了亚纳耶夫身边唯一的保镖，破门而入，闯入亚纳耶夫的办公室。亚纳耶夫问道:“所有人都被捕了吗？”其中一个叫Veniamin Yalin的骗他说:“是的。”亚纳耶夫解释说，他加入国家紧急状态委员会是为了避免流血事件。亚林说:“我没有被授权来这里和你讨论。”他命令亚纳耶夫不要离开办公室，然后就离开了。亚纳耶夫非常沮丧，喝了两瓶伏特加就晕了过去。第二天早上，亚纳耶夫被带走了。
苏联内务部长普格接到家里有人要见他的电话，平静地说:“请。”15分钟后，俄罗斯内务部赶到他家，普格已经开枪自杀。枪口对着嘴，一枪打死。他的妻子身中两枪，生命垂危。
正在接受高血压治疗的苏联总理巴甫洛夫在当地接受监督。
未经苏联最高苏维埃主席团批准，不得逮捕人民代表。8月22日，苏联最高苏维埃主席团召开会议，同意苏联总检察长的报告，并追究刑事责任，逮捕了前人民代表巴克拉诺夫、波尔丁、瓦连尼科夫、斯达洛达采夫和谢宁。
8月26日，苏联最高苏维埃决定暂停卢克亚诺夫的最高苏维埃主席职务。29日，被叶利钦称为“政变战略家”的卢基扬诺夫被俄联邦检察院羁押。