格鲁吉亚军队在南奥塞梯投入了1.5万-2.5万兵力，入侵俄军的规模最初少于格军，但在8月9日以后迅速增加到2万~3万人。此外俄军还调动和指挥了3000人左右的南奥塞梯武装分子,9000人左右的阿布哈兹、车臣和哥萨克“志愿武装人员”。 俄军在北高加索地区投入作战的兵力可能是格鲁吉亚部署在南奥塞梯部队数量的3倍,这个比例正好与冷战时期苏军计划进攻西欧的兵力比相同。安德烈·伊拉鲁诺夫指出很多俄国军事专家俄方投入入侵作战的兵力超过4万人，包括俄军和阿布哈兹及北奥塞梯附庸部队，此外还有4万人左右的预备队部署在俄边境附近。 2008年8月1日，准备多时的格军与南奥塞梯军队在边境地区多次发生小规模冲突。3日，格军炮兵主力对南奥塞梯首府茨欣瓦利等地实施高强度的急袭射击，造成许多平民伤亡。大量平民开始涌向俄罗斯，俄方开放俄格边界，组织难民进入。面对逐渐紧张的局势，俄军开始向南奥塞梯边境地区集结，并提高防区部队的战备等级。8月6日，格军调集大量装甲兵力，准备从边境地区突入南奥塞梯。8日凌晨，格军地面部队在空军强击机的支援下，以装甲旅坦克集群为先导，向南奥塞梯的首府发起进攻。与此同时，格军1个特种作战旅在俄罗斯通向茨欣瓦利的战略通道周边设伏，随时准备打击、迟滞俄罗斯支援南奥塞梯的部队。
