Nga chỉ hoạch định sẽ đánh bại Ukraine trong 3 ngày (72 giờ). Họ mở ba hướng tấn công vào Ukraine gồm Đông Nam và Bắc. Riêng hướng Bắc quân Nga từ Belarus tràn qua với mục tiêu đánh chiếm thủ đô Kyiv.
Cánh quân Nga đánh Kyiv có khoảng hơn 40,000 quân cùng hơn 700 chiến xa, xe cơ giới các loại. Ukraine chỉ có khoảng 20,000 quân chính quy cùng với lực lượng dân quân tự nguyện để lập tuyến phòng thủ thủ đô.
Sáng ngày 24/2/2022 một hợp đoàn trực thăng 34 chiếc chở lính dù Nga đổ bộ xuống phi trường Hostomel cách Kyiv 36 km với mục tiêu thiết lập đầu cầu đổ quân và tiếp vận. 300 lính Vệ binh quốc gia Ukraine kháng cự mãnh liệt, dùng phòng không bắn rớt 4 chiếc trực thăng Nga. Vì hết đạn quân Ukraine rút lui. 
Cùng lúc, quân tác chiến điện tử Nga phá sóng trên diện rộng chu vi hàng trăm cây số quanh Kyiv. Quân Ukraine đã phải chuyển hệ thống liên lạc sang hệ thống dự bị bằng đường truyền internet của Starlink.
Ukraine lập hai vòng đai phòng thủ Kyiv. Trước đó họ đã cho di chuyển tất cả quân và quân cụ ra khỏi các căn cứ quân sự.
Rạng sáng 25/2/2022 quân Nga đồng loạt tràn sang biên giới tiến về Kyiv. Không quân và hỏa tiễn Nga bắn phá dồn dập vào các căn cứ của Ukraine nhưng quân Ukraine vẫn bình an vô sự.
Sau đó quân Nga nhanh chóng chiếm được nhiều thị trấn quan trọng phía bắc Kyiv. Quân Ukraine rút lui, phá sập nhiều cầu đường và bắn phá hủy phi đạo phi trường Hostomel ngăn chặn quân Nga dùng vận tải cơ lập cầu không vận.
Sáng 26/2/2022 hai chiếc vận tải cơ chở lính dù Nga định đáp và chiếm phi trường Vasylkiv tuy nhiên đã bị phát hiện và bị bắn rớt. Hàng trăm lính dù Nga trên máy bay tử vong. Mặt khác, hơn 60 biệt kích Nga giả dạng lính Ukraine, dùng quân xa của Vệ binh Ukraine rút lui bỏ lại để đột nhập Kyiv nhằm ám sát TT Zenlensky. Lực lượng này bị phát hiện và bị tiêu diệt hoàn toàn.
Nghĩ rằng Kyiv sẽ thất thủ nên CIA đề nghị giúp chính phủ Ukraine di tản khỏi Kyiv nhưng TT Zelensky đã từ chối.
Hàng ngàn cư dân Kyiv tự nguyện cầm súng, hàng trăm lính tự nguyện quốc tế đến Ukraine để giúp phòng thủ Kyiv. Mỹ và NATO gấp rút gửi các hỏa tiễn chống tăng Javellin cho Ukraine
Quân Nga bị chặn ở tuyến phòng thủ phía vòng ngoài ở Bucha. Những trận đánh đẫm máu bắt đầu diễn ra, đại quân Nga bị chặn đánh khốc liệt cách thủ đô Kyiv 20-30 cây số. Quân Nga luôn cố gắng dùng chiến xa mở các cuộc đột kích về hướng Kyiv nhưng đều bị đánh tan.
Cuộc chiến Kyiv giằng co kéo dài hơn một tháng. Đầu tháng 4/2022 quân Nga hầu như bị thiệt hại quá nặng nề nên đành rút quân về phía biên giới Belarus.
Đoàn quân xa Nga hơn 700 chiếc, kéo dài 64 km bị phá hủy gần hết, hàng chục ngàn lính Nga cũng bị tiêu diệt.
Kyiv đã đứng vững trước sự kinh ngạc của cả thế giới.
