Первые вылеты были осуществлены уже в ночь на 9 августа. Более десяти Ту-22М3 нанесли одновременные прицельные авиационные удары по первоочередным объектам на территории Грузии: складу боеприпасов и вооружения в районе РУСТАВИ, аэродромам ВАЗИАНИ, СЕНАКИ и МАРНЕУЛИ (с применением бомб свободного падения).
Подготовка последующих вылетов осуществлялась в ограниченные сроки. Боевые вылеты проводились практически без отдыха летного и инженерно-технического состава, без предоставления необходимого времени на подготовку экипажей и авиационной техники к полетам. За четыре дня было выполнено более 50 самолетовылетов с интенсивностью 2-3 вылета в сутки.
Основным способом ведения боевых действий явились одновременные удары частью сил по заранее заданным объектам в назначенное время. Авиационные удары наносились с больших высот, с заходами с разных направлений, короткого боевого пути с комплексным применением средств РЭБ, в сомкнутых боевых порядках. Выбранный вариант действий позволил рационально использовать боевые возможности самолета Ту-22М3, обеспечить наибольшую внезапность воздействия на противника, увеличить эффективность преодоления воздействия ЗРК малой дальности и ПЗРК. Наиболее эффективными были результаты действий Ту-22М3 по скоплению войск противника в Кодорском ущелье.
Однако данный способ действий не обеспечивал максимально возможную эффективность воздействия на противника. Применение авиабомб свободного падения требовало захода в зону поражения средств объектовой ПВО. Отсутствие эффективного бортового комплекса обороны снижало выживаемость самолета в зоне противодействия активных средств ПВО противника. Штатные средства РЭБ бортового комплекса самолета Ту–22М3 не обеспечивали анализ типа РЭС и индикацию облучения, постановку помех в автоматическом режиме ЗРК советского производства С-125, «Бук», «Оса» и «Тор». Постановка помех данным средствам осуществлялась только в ручном режиме. Наиболее эффективными тактическими приемами противодействия ЗРК средней дальности явились: обход зон поражения, выполнение противоракетных маневров с комплексным применением средств РЭБ.
Подсчеты данных, ежедневно представляемых заместителем начальника Генерального штаба ВС РФ генерал-полковником А. А. Ноговицыным средствам массовой информации, позволили определить, что всего за период с 8 по 12 августа 2008 г. авиация 37 ВА ВГК (СН) произвела около 70 боевых вылетов и удары были нанесены по 17-20 целям. Среди них – четыре аэродрома, автомобильный мост, склады боеприпасов и более десятка мест скопления живой силы и техники противника. С учетом вероятной загрузки самолетов Ту-22м на эти объекты поражения было сброшено более тысячи авиабомб типа ФАБ-500 и ФАБ-250. Уровень выучки офицеров и управления 37 ВА ВГК (СН) представителем Генштаба был оценен как высокий.