Vzhledem k nestále se komplikující vnitropolitické situaci, spojené zejména s převzetím moci Hafizulláhem Amínem (15.9.1979), bylo v Moskvě na podzim 1979 přijato rozhodnutí o jeho odstranění a uskutečnění vojenské invaze do Afghánistánu.
K zamaskování vojenských příprav byly využity žádosti afghánských vládních představitelů (H. Amína i jeho předchůdce N. Tarákího) o zvýšení počtu vojenských poradců a rozmístění cca 10 000 sovětských vojáků na území Afghánistánu. Sovětští vojenští poradci se zde nacházeli již od roku 1976 a v červnu 1979 se jednalo o 3 000 osob. V jejich čele byl hlavní vojenský poradce genplk. S. K. Magomedov. V srpnu 1979 byl na leteckou základnu v Baghrámu vzdušnou cestou přesunut jeden prapor 345. gardového výsadkového pluku z Fergany, což byla první pravidelná sovětská vojenská jednotka v Afghánistánu. Následně začaly přijíždět skupiny vysokých sovětských důstojníků, kromě jiného i hlavní velitel pozemních vojsk arm. gen. Ivan Pavlovskij. Když se v říjnu 1979 vrátil do Mosky, rozběhly se vlastní přípravy na rozmístění vojsk. Ve Střední Asii byla provedena skrytá mobilizace a sovětská vojska se začala přesunovat k hranicím. V říjnu 1979 byl do Baghrámu letouny An-22 a An-12 přepraven „musulmanský“ 154. zvláštní oddíl speciálního určení, vytvořený v květnu 1979 a náležející do složení 15. brigády speciálního určení Turkestánského vojenského okruhu. Do Kábulu se oddíl přesunul 13.12.1979 a „posílil ochranu“ paláce Hafizulláha Amína. Počátkem prosince se do Baghrámu přemístily zbývající jednotky 345. gardového výsadkového pluku. Od 13.12.1979 v Taškentu působila operativní skupina MO SSSR pod velením prvního zástupce náčelníka Generálního štábu ozbrojených sil SSSR arm. gen. S. F. Achromejeva a řídila rozvinování vojsk. Pro bezprostřední velení invazním vojskům se následně přemístila do Termezu a její velení převzal první zástupce ministra obrany SSSR maršál Sovětského svazu S. Sokolov.
Pod záminkou „požadované vojenské pomoci“ byla 24.12.1979 zahájena letecká přeprava 7 700 výsadkářů, 894 vozidel a 1 062 tun materiálu 103. gardové vzdušné výsadkové divize z Vitebsku, na níž se podílelo 66 letounů An-22, 77 letounů Il-76 a okolo 200 letounů An-12, přistávajících na letištích v Kábulu, Baghrámu a Kandaháru. Tuto operaci vojenského dopravního letectva sovětské armády z Kábulu řídil jeho velitel genplk. Gajdenko. Vzdušnou podporu dopravnímu letectvu poskytovalo cca 400 letounů MiG-21 a Su-17.
Pozemní síly překročily hranici 25.12.1979 a do Afghánistánu postupovaly ze tří směrů – přes Kušku, Termez a Chorog. V prvním sledu invazních vojsk byly zařazeny vševojskové svazky Turkestánského a Středoasijského vojenského okruhu, tj. 5., 68., 201., 357. a 360. motostřelecká divize, doplněné povoláním záloh na plné počty.
Oficiálně intervence začala 27.12.1979, po dokončení přepravy výsadkářů a příjezdu prvních dvou motostřeleckých divizí do Afghánistánu. Příslušníci 154. zvláštního oddílu speciálního určení, vyzbrojení těžkou bojovou technikou (BMP-1, BTR-60PB, ZSU-23-4, AGS-17), společně s výsadkáři 345. gardového výsadkového pluku, tento den obsadili palác Hafizulláha Amína, který byl během bojů zastřelen.
Z vojsk dislokovaných na území Afghánistánu vznikla 40. armáda, podřízená velitelství Turkestánského vojenského okruhu. Velitelem 40. armády se stal genpor. Jurij Tucharinov, prvním zástupcem genmjr. Boris Tkač a náčelníkem štábu genmjr. V. M. Pankratov. Po krátké době byla 40. armáda přejmenována na „Omezený kontingent sovětských vojsk v Afghánistánu“.
V létě 1980 byly dále přisunuty 16., 54. a 108. motostřelecká divize, zatímco do SSSR se vrátily 360. motostřelecká divize, 2. protiletadlová raketová brigáda, 353. kanonová dělostřelecká brigáda a oddíly vojskových raket vševojskových divizí. Na jaře 1981 Afghánistán dále opustily 16., 54., 68. a 357. motostřelecká divize. Po částečném stažení a výměně vojsk na sovětském území zůstaly v pohotovosti síly čítající okolo 30 tisíc vojáků, soustředěných zejména do motostřelecké divize v Termezu a Kušce.
Počet sovětských vojsk se pohyboval mezi 80 až 105 tisíci vojáky (v letech 1979 až 1981 až 150 tisíc) a zahrnoval tři motostřelecké divize (v letech 1979 až 1981 pět až sedm), jednu vzdušnou výsadkovou divizi, řadu samostatných brigád, pluků a praporů, včetně silného vojskového letectva.
Působení sovětských vojsk v Afghánistánu je možno rozdělit na čtyři etapy:
1. etapa (prosince 1979 až únor 1980)
Sovětská vojska se rozmístila do 32 posádek se 179 vojenskými městečky. Byla zahájena ochrana strategických silnic, letišť, národohospodářských objektů a doprovod autokolon s vojenským i civilním materiálem.
2. etapa (březen 1980 až duben 1985)
Sovětská vojska byla postupně vtažena do bojových operací, počínaje likvidací karavan a ničením skladů a základen konče. Společných ofenziv se zúčastňovalo až 8 000 sovětských vojáků. Značené úsilí bylo vynaloženo na reorganizaci, vyzbrojení a výcvik afghánských vojsk.
3. etapa (duben 1985 až leden 1987)
Byla charakterizována přechodem od vlastního aktivního působení k podpoře vládních vojsk silami leteckých a dělostřeleckých útvarů. Motostřelecké a výsadkové útvary zůstávaly v záloze. V roce 1986 sovětská vojska obnovila používání chemických zbraní. V říjnu 1986 bylo z Afghánistánu staženo šest pluků (jeden tankový, dva motostřelecké a tři protiletadlové), tj. cca 7 000 vojáků.
4. etapa (leden 1987 až únor 1989)
Pokračovala podpora vládních vojsk. Později došlo k předávání pozic afghánským vládním silám a postupnému odchodu. První etapa odchodu sovětských vojsk byla realizována od 15.5.1988 (staženo okolo 50 tisíc sovětských vojáků a kromě jiného byly opuštěny posádky Džálábád, Ghazni, Gardéz, Kandahár, Laškargach, Fajzábád a Kunduz). Druhá etapa probíhala od 15.8.1988 do 15.2.1989.
Do složení „Omezeného kontingentu sovětských vojsk v Afghánistánu“ se postupně zařadily:
| Sbor, divize, brigáda, samostatný pluk | od roku (v letech) | sídlo velitelství |
| 5. motostřelecká divize | 1979 | Šindand |
| 16. motostřelecká divize | 1980/1981 | Kunduz |
| 54. motostřelecká divize | 1980/1981 | nezjištěno |
| 68. motostřelecká divize | 1979/1981 | Herát |
| 108. motostřelecká divize | 1980 (od 1985, od 1987) | Kábul (Pandšír, Chóst) |
| 191. motostřelecká divize | 1980 | nezjištěno |
| 201. motostřelecká divize | 1979 (od 1987) | Kunduz (Chóst) |
| 357. motostřelecká divize | 1979/1981 | Farráh |
| 360. motostřelecká divize | 1979/1980 | Kábul |
| 103. gardová vzdušná výsadková divize | 1979 | Kábul |
| 66. samostatná motostřelecká brigáda | 1983/1988 | Džálábád |
| 70. samostatná motostřelecká brigáda | 1986 | Kandahár |
| 56. samostatná úderná výsadková brigáda | 1984 | Chóst |
| 15. samostatná brigáda zvláštního určení | 1985 | Džálábád |
| 22. samostatná brigáda zvláštního určení | 1985 | Laškargach |
| 191. samostatný motostřelecký pluk | 1984/1986 | Ghazni |
| 860. samostatný motostřelecký pluk | 1985/1987 | Fajzábád |
| 34. smíšený letecký sbor | 1979 | Kábul |
Doba působení v kontingentu byla u vojáků z povolání stanovena na dva roky a u vojáků základní služby na 1,5 roku. Od 25.12.1979 do 15.2.1989 bylo na území Afghánistánu celkově nasazeno přibližně 525 tisíc příslušníků sovětské armády, 90 tisíc příslušníků jednotek KGB (především pohraničníků ze Středoasijského pohraničního okruhu a východních pohraničních okruhů), 5 tisíc příslušníků vojsk Ministerstva vnitra (zejména zvláštních jednotek), tj. celkem 620 tisíc příslušníků sovětských ozbrojených sil. Kromě toho Afghánistánem prošlo 21 tisíc občanských zaměstnanců vojenské správy.
Ve velení „kontingentu“ se postupně vystřídali:
– genpor. Jurij V. Tucharinov (od 25.12.1979),
– genpor. Boris I. Tkač (od 23.10.1980),
– genpor. Viktor F. Jermakov (od 7.5.1982),
– genpor. Leonid J. Generalov (od 4.11.1983),
– genpor. Igor N. Rodionov (od 19.4.1985),
– genpor. Viktor P. Dubynin (od 30.4.1986),
– genpor. Boris V. Gromov (od 1.7.1987 do 15.2.1989).
Jako hlavní sovětští vojenští poradci u afghánských ozbrojených sil působili:
– genpor. Lev N. Gorelov (1975-1979),
– genplk. Saltan K. Magometov (1979-1980),
– arm. gen. Alexandr M. Majorov (1980-1981),
– arm. gen. Michail I. Sorokin (1981-1984),
– arm. gen. Grigorij I. Salmanov (1984-1986),
– genplk. Vladimir A. Vostroje (1986-1988),
– genplk. Michail M. Sockov (1988-1989),
– arm. gen. Machmud A. Garejev (1989-1990),
– genplk. Boris P. Šein (1989-1990),
– arm. gen. Nikolaj F. Gračev (1990-1991),
– genpor. Boris S. Perfiljov (1991-1992).
Přehled poradců zpracoval Miloslav Želazko
Vzdušné síly „kontingentu“ na jednotlivých afghánských letištích k 2.1.1980 tvořily:
– letka 115. stíhacího leteckého pluku se 14 stíhacími letouny MiG-21 bis na letišti Baghrám,
– letka 136. stíhacího bombardovacího leteckého pluku se 13 stíhacími bombardovacími letouny MiG-21 PFM na letišti Kandahár,
– letka 217. stíhacího bombardovacího leteckého pluku se 16 stíhacími bombardovacími letouny SU-17 a 1 letounem Su-7 UB na letišti Šindand,
– letka 87. samostatného průzkumného leteckého pluku s 10 průzkumnými letouny MiG-21 R na letišti Baghrám,
– letka 280. samostatného vrtulníkového pluku 11 dopravními vrtulníky Mi-8 MT (tj. Mi-17) a jedním bitevním vrtulníkem Mi-24 na letišti Kandahár,
– 302. samostatná vrtulníková letka s 5 dopravními vrtulníky Mi-8 MT, 2 lehkými Mi-2 a 1 vzdušným velitelským stanovištěm Mi-9 na letišti Šindand.
Ještě před vstupem sovětských vojsk se v afghánském Baghrámu nacházela letka 8 vrtulníků Mi-8 od 280. samostatného vrtulníkového pluku a oddíl 10 dopravních letounů An-12, podřízené hlavnímu sovětskému vojenskému poradci v Afghánistánu. V listopadu 1979 byly na uvedené letiště dočasně přemístěny i stíhací bombardovací letouny afghánské armády Su-7BMK, vracející se ze SSSR po generální opravě a pilotované sovětskými letci.
Vzdušné síly „kontingentu“ tvořily tzv. 34. smíšený letecký sbor, jehož složení v krátké době doplnily 50. samostatný smíšený letecký pluk dislokovaný v Kábulu (16 stíhacích letounů MiG-21 PFM, 12 dopravních vrtulníků Mi-8, 12 bitevních vrtulníků Mi-24, 4 dopravní letouny An-12 a 4 An-26), 181. samostatný vrtulníkový pluk (letka 12 Mi-24 v Kunduzu a letka 12 Mi-8 v Fajzábádu), 292. samostatný vrtulníkový pluk (letka 12 Mi-24 v Džalálábádu a letka 12 Mi-8 MT v Gardézu), zbývající letky 280. samostatného vrtulníkového pluku (letka 8 Mi-8 MT v Ghazni a letka 8 vrtulníků Mi-8 v Baghrámu) a 335. samostatný bitevní vrtulníkový pluk v Asábádu. Jestliže se v lednu 1980 v Afghánistánu nacházelo jen 16 vrtulníků sovětského letectva, tak koncem roku 1980 se jednalo již 251 strojů (z toho cca 50 % Mi-24). Letová činnost byla poměrně intenzivní. V roce 1980 letectvo „kontingentu“ provedlo 72 tisíc vzletů s celkovým náletem 83 tisíc hodin.
Úkoly stíhací či stíhací bombardovací podpory pozemních vojsk rovněž plnily letecké pluky krátkodobě přemísťované ze SSSR. Do Afghánistánu byly posílány letecké pluky zejména z Dálněvýchodního, Zabajkalského, Sibiřského, Středoasijského, Severokavkazského a Běloruského vojenského okruhu. Leteckých operací na severu se zúčastňovaly i letouny ze základen v SSSR. Na afghánském nebi bylo možné vidět zejména letouny MiG-21 (SM, SMT, bis, US, UM) a Su-7 (BMK, UB), ale i letouny MiG-23 MF/MLD, MiG-25, MiG-27, MiG-29, Su-17 M4, Su-22 M3, Su-24, Su-25 K, Tu-16, Tu-22 M, Tu-95 přičemž nechyběly i takové exotické typy jako námořní Jak-38. Letecké pluky mívaly v Afghánistánu zpravidla dislokovány dvě letky, zatímco třetí letka zůstávala na mateřském letišti v SSSR. Jako první letecké síly „kontingentu“ posílily čtyři letky MiG-21 ze sovětských z letišť Mary a Kokajdy, rozmístěné na afghánských letištích v Kandaháru a Baghrámu. V roce 1987 byl na letištích v Baghrámu, Šindandu a Kandaháru rozmístěný 168. stíhací letecký pluk ze Starokonstantinovska s letouny MiG-23. Občas docházelo ke střetům s pákistánskými letouny F-16.
34. smíšený letecký sbor zpravidla tvořilo pět samostatných leteckých pluků (z toho dva stíhací) a sedmi samostatných vrtulníkových letek na devíti letištích. V rámci leteckých sil v Afghánistánu sloužilo okolo 10 tisíc osob.
Leteckých operacích se zúčastňovaly i speciální letouny, např. retlanslační An-26 RT nebo civilní Il-18 upravený pro přepravu nemocných a raněných.
Na bombardování základen mudžáhidů se podílelo také dálkové bombardovací letectvo s letouny Tu-16 Tarturské letecké divize (velitel plk. Džochar Dudajev).
Pro potřeby jednotek Specnaz, podřízených Hlavní zpravodajské správě GŠ ozbrojených sil SSSR, byly v roce 1985 vytvořeny 205. samostatná vrtulníková letka a 239. samostatná vrtulníková letka.
V květnu 1988 se v Afghánistánu vrtulníky nacházely v rámci následujících útvarů:
| Útvar | letiště |
| 50. samostatný smíšený letecký pluk | Kábul |
| 181. samostatný vrtulníkový pluk | Kundúz, Fajzábád |
| 280. samostatný vrtulníkový pluk | Kandahár |
| 335. samostatný bitevní vrtulníkový pluk | Džalálábád |
| 339. samostatná smíšená letka | Mejmene |
| 262. samostatná vrtulníková letka | Baghrám |
| 302. samostatná vrtulníková letka | Šindand |
| 320. samostatná vrtulníková letka | Kundúz |
| 205. samostatná vrtulníková letka | Džalálábád, Laškargach, Šachdžoj, Kandahár, Farráh |
| 239. samostatná vrtulníková letka | Gardéz, Ghazni, Laškargach, |
Celkem se v této době na území Afghánistánu nacházelo 331 vrtulníků.
Ve velení 34. smíšeného leteckého sboru se vystřídali generálmajoři:
– Boris A. Lepajev (od 2.2.1980),
– Vladimír G. Škanakin (od 1.7.1981),
– Sergej A. Kalenskij (od 19.8.1982),
– Genadij V. Kolodij (od 4.10.1983),
– Viktor S. Kot (od 1.12.1985),
– Dmitrij S. Romašok (od 16.9.1986 do 15.2.1989).
Hlavní posádky sovětské armády před případnými vzdušnými údery pákistánského, případně i čínského nebo iránského letectva, bránily divizní protiletadlové pluky, doplněné z počátku i samostatnou 2. protiletadlovou raketovou brigádou, která ale byla v červenci 1980 stažena. V říjnu 1986 území Afghánistánu opustily protiletadlové raketové pluky z Kábulu, Šindandu a Mazáre Šarífu.
V jednotlivých letech sovětská armáda v Afghánistánu ztratila následující počty svých příslušníků:
| Rok | celkem padlých | z toho vojáků z povolání | z toho vojáků základní služby |
| 1979 | 79 | 9 | 70 |
| 1980 | 1 399 | 170 | 1 229 |
| 1981 | 1 188 | 155 | 1 033 |
| 1982 | 1 838 | 215 | 1 623 |
| 1983 | 1 236 | 179 | 1 057 |
| 1984 | 2 345 | 285 | 1 060 |
| 1985 | 1 792 | 240 | 1 552 |
| 1986 | 1 266 | 198 | 1 068 |
| 1987 | 1 193 | 189 | 1 004 |
| 1988 | 745 | 106 | 639 |
| 1989 | 55 | 9 | 46 |
| celkem | 13 136 | 1755 | 11 381 |
Někdy je uváděn i údaj, že v Afghánistánu zahynulo 13 833 sovětských vojáků, z toho 4 generálové. Kromě příslušníků armády v Afghánistánu zahynulo také 572 pracovníků KGB, 28 příslušníků ministerstva vnitra a 20 osob z ostatních resortů (např. ministerstva stavebnictví). Počet zraněných je odhadován na 53 753 osob. Počet nezvěstných a zajatých činil 417 osob, z toho bylo 119 osvobozeno a 97 vráceno zpět.
Celkové ztráty výzbroje činily:
– 147 tanků,
– 1 314 bojových vozidel pěchoty a obrněných transportérů,
– 433 děl a minometů,
– 333 vrtulníků,
– 118 letounů,
– 1 879 různých vozidel.
Ztráty letecké techniky měly být následující:
| Rok | vrtulníků | letadel | celkem |
| 1979 | 3 | 1 | 4 |
| 1980 | 39 | 3 | 42 |
| 1981 | 22 | 4 | 26 |
| 1983 | 26 | 8 | 34 |
| 1984 | 42 | 10 | 52 |
| 1985 | 56 | 8 | 64 |
| 1986 | 46 | 19 | 65 |
| 1987 | 48 | 17 | 65 |
| 1988/1989 | 51 | 48 | 99 |
| celkem | 333 | 118 | 451 |
Prvním ztraceným letounem byl Il-76, který 25.12.1979 při přistávání narazil do hor v okolí Kábulu. Prvním sestřeleným vrtulníkem se stal Mi-24 (13.2.1980). Vrtulníků tohoto typu bylo do roku 1986 ztraceno údajně okolo 120 ks. Největším sestřeleným letounem byl An-22 (28.10.1984, zahynulo 240 vojáků). Od roku 1986 začaly být proti sovětským letounům a vrtulníkům používány přenosné protiletadlové raketové komplety FIM-92A Stinger, kterých USA dodaly více než 900 ks. Uvádí se, že mudžáhidové s nimi sestřelili 269 sovětských letadel a vrtulníků, což ovšem převyšuje součet oficiálně všech přiznaných sovětských ztrát z let 1986 až 1989. Poslední letoun byl sestřelen 7.1.1989 (Su-25) a poslední vrtulník 7.2.1989 (Mi-8MT).
Při odchodu sovětských vojsk bylo afghánské armádě v letech 1988 až 1989 přenecháno 990 kusů obrněné techniky, 142 děl, 82 minometů, 43 raketometů, 231 protiletadlových prostředků a okolo 3 000 automobilů.