Në 23 mars 1999 në orën 22:30, Richard Holbrooke u rikthye në Bruksel dhe lajmëroi se bisedimet e paqes mes Kosovës dhe Serbisë në Rambuje dështuan dhe i dorëzoi çështjen formalisht NATO-s për veprime ushtarake.
Disa orë para lajmërimit, Jugosllavia lajmëroi në televizionin kombëtar se ka deklaruar gjendjen e emergjencës duke cituar një kërcënim të afërt lufte dhe filloi një mobilizim të madh trupash dhe resurshesh. Në orën 23:17, Sekretari i Përgjithshëm i NATOs, Javier Solana, lajmëroi se kishte urdhëruar Komandantin Suprem Aleat të Europës, Gjeneralin e Ushtrisë Amerikane Wesley Clark, që të “niste operacionet ajrore në Republikën Federale të Jugosllavisë”.
Në 24 mars në orën 20:00, NATO nisi fushatën bombarduese kundër Jugosllavisë. Fushata bombarduese e NATO-s zgjati nga 24 marsi deri në 11 qershor 1999, duke përfshirë mbi 1 mijë avionë që vepronin kryesisht nga bazat në Itali dhe në aeroplan-mbajtëset të stacionuara në AdriatiK. Raketat kruiz Tomahawk u përdorën gjerësisht, të lëshuara nga avionët, anijet, dhe nëndetëset.
Me përjashtim të Greqisë, të gjithë anëtarët e NATO-s u përfshinë sadopak. Në mbi 10 javët e konfliktit, avionët e NATO-s kryen mbi 38 mijë misione luftimi. Millosheviçi më në fund kuptoi se Rusia nuk do të ndërhynte të mbronte Jugosllavinë pavarësisht retorikës së fortë anti-NATO të Moskës kështu që ai pranoi kushtet e ofruara nga ekipit të ndërhyrjes Finlandezo-Rus dhe pranoi një prani ushtarake në Kosovë të drejtuar nga OKB, por me pjesëmarrjen edhe të trupave të NATO-s.
Më 3 qershor 1999, Millosheviçi pranoi kushtet e një plani ndërkombëtar paqeje për të ndaluar luftimet, ku në kuvendin kombëtar po pranoheshin propozimet pavarësisht debateve të ashpra dhe përleshjeve me grushte në disa raste. Në 10 qershor Komiteti i Atlantikut të Veriut ratifikoi marrëveshjen dhe pezulloi operacionet ajrore.
Në 12 qershor, forcat speciale norvegjeze punuan së bashku me UÇK-në në zonat malore kufitare me Maqedoninë dhe kryesisht merreshim me zbulim për të monitoruar ngjarjet në Kosovë. Bashkë me forcat speciale britanike, forcat speciale norvegjeze ishin të parat që kaluan kufirin për në Kosovë. Sipas gazetarit të Sky News, Keith Graves, norvegjezët ishin futur në Kosovë dy ditë para marshimit të forcave të tjera dhe ishin ndër të parët që u futën në Prishtinë. Detyrat e tyre ishte të pastronin rrugën dhe të qetësonin palët serbëve dhe shqiptarëve.
Trupat e para të NATO-s që u futën në Prishtinë në 12 qershor 1999 ishin forcat speciale Norvegjeze dhe forcat speciale ajrore Britanike, pavarësisht se trupat ruse ishin të pranishme më parë në aeroportin e Prishtinës. Ushtarët norvegjezë ishin të parët që ranë kontakt me trupat ruse në aeroport. Misioni i FSK ishte të implementonte paqen ndërmjet palëve shqiptare dhe serbe. Më 12 qershor, pasi Millosheviçi pranoi kushtet, misioni i drejtuar nga NATO Kosovo Force (KFOR) filloi të futej në Kosovë. KFOR ishte përgatitur të kryente operacione luftarake, por në fund, misioni i tij mbeti vetëm paqeruajtja. /
