К 11:05 на улице Новый Арбат на противоположной стороне от здания мэрии и Смоленской набережной скапливается толпа зевак, пришедших посмотреть на штурм Дома Советов, которых милиция безуспешно пытается уговорить разойтись.
Десантники высадились на 5-м этаже парламента. Как доложил капитан первого ранга Сёмин штабу обороны города, десантники вступили в бой. Танки, ведущие огонь по Дому Советов у с моста, уже расстреляли по одному боекомплекту, подвезён новый. Основные разрушения — в основании здания и первого этажа Верховного Совета. Штаб Таманской дивизии, ведущей штурм, находится у памятника Шевченко возле гостиницы «Украина». Среди военнослужащих дивизии имеются раненые.
В 11:25 возле Дома Советов возобновилась интенсивная артиллерийская стрельба. К этому часу в Москве, по данным Главного медицинского управления, городские больницы уже оказали помощь 192 пострадавшим, 158 человек госпитализированы, 18 — умерли.
11.30. На Новоарбатском мосту, где постоянно возрастает количество зевак, заняли позиции уже четыре танка. Они стреляют по верхним этажам здания. Основная цель — 13 этаж, где размещается штаб министра обороны Ачалова. На этом этаже выбиты практически все окна. Со стороны Площади Свободы тоже много выбитых окон, из некоторых идёт чёрный дым. БТРы ведут огонь по зданию из крупнокалиберных пулемётов. В Институт им. Склифосовского постоянно поступают раненые.
12.00. В здании парламента со стороны Краснопресненской площади горит 15-й этаж. Пожар наблюдается и со стороны площади Свободной России. По сообщению врача скорой помощи, на втором этаже здания много раненых гражданских лиц, которые боятся выходить наружу. К этой зоне подъехали машины скорой помощи.
12.30. Начался выход защитников Верховного Совета. Войска, атакующие Дом Советов, предлагают осаждённым прекратить огонь и выходить с поднятыми руками. У Совинцентра продолжается охота на снайперов. Один боец ОМОНа убит, двое ранены. Погиб также один гражданский. Двух снайперов уже удалось снять. Возле гостиницы «Украина» снайперы из домов в районе Дома Советов убили 2 человек в гражданской одежде. Через 5 минут взвод специального назначения ГУВД Москвы направился на задание по уничтожению снайперов.
Некоторые военнослужащие и сотрудники милиции, участвовавшие в операциях по блокированию и «зачистке» кварталов, прилегающих к Дому Советов, допускали чрезмерно жёсткие, противоправные действия в отношении остановленных для проверки лиц, подозревавшихся ими в принадлежности к сторонникам Верховного Совета. Так, около 13 часов в районе Трёхгорной мануфактуры и переулка Капранова военнослужащими и сотрудниками милиции была остановлена машина, в которой находились сотрудники КГБ Республики Калмыкия М. Г. Болдырев и В. С. Перковский, исполнявшие свои служебные обязанности по охране президента Калмыкии Кирсана Илюмжинова. Считая Илюмжинова предателем и сторонником Верховного Совета, военнослужащие и сотрудники милиции отобрали у Болдырева и Перковского удостоверения личности, оружие с запасными обоймами и индивидуальные средства защиты, после чего лежащих на земле с руками за головой подвергли избиению руками и ногами. Болдыреву были нанесены удары ногами по лицу и по голове. У Перковского в результате наступания на них подошвами солдатских ботинок при обыске были повреждены кисти рук.
13.05. Рота с эмблемами спецназа ГУВД г. Москвы заняла боевую позицию на подступах к Белому дому. Ведётся работа по выявлению снайперов. Снайперы, расположенные на крыше дома 12 по ул. Чайковского не пропускают колонну войск, направляющихся к парламенту. Ещё одно подразделение зажато снайпером на улице Мантулинской, недалеко от ЦМТ. Проельцинские войска захватили шесть этажей Верховного Совета, в верхних этажах продолжается пожар. Ликвидирован пожар в здании мэрии.
13.30. Спорадически вспыхивает интенсивная перестрелка на пересечении Садового кольца с Новым Арбатом. Снайперы, засевшие на верхних этажах ресторана «Арбатский», ведут перестрелку с омоновцами, которые находятся в здании напротив. В этом районе сейчас сконцентрировано большое количество частей ОМОН из Москвы, Подольска и Ставрополя. По Садовому кольцу в сторону Нового Арбата проследовало несколько групп бронетехники общей численностью около 60 единиц.
В здании парламента находились 72 журналиста. Среди них есть раненые — ранен в ногу корреспондент немецкого телевидения. Корреспондентский пункт РИА «Новости» и ИТАР-ТАСС, а также помещение пресс-службы Верховного Совета уничтожены снарядами танков.
13.50. Из Верховного Совета со стороны Краснопресненской набережной вышли около 50 человек с поднятыми руками. Среди них значительное число женщин.
14.01. Начался массовый выход людей с поднятыми руками из Белого дома.
14.30. Обстановка вокруг Дома Советов заметно стабилизировалась. Ещё слышна эпизодическая стрельба. Из здания парламента группами по 20-50 человек выходят сдающиеся с руками за головой. Сотрудники правоохранительных органов досматривают их, но расходиться не разрешают. Люди в синей форме вынесли труп человека, завёрнутого во что-то красное. Время от времени возобновляется перестрелка в районе ресторана «Арбат», на углу Садового кольца и Нового Арбата. Стёкла в верхних этажах здания выбиты.
14.40 По утверждению газеты «Коммерсант», начались переговоры Павла Грачёва с президентом Ингушетии Русланом Аушевым, представляющим интересы Верховного Совета. Сам Грачёв отрицал, что вёл переговоры.
14.45 Президент Калмыкии Кирсан Илюмжинов и президент Ингушетии Руслан Аушев под белым флагом прошли в обстреливаемый проельцинскими войсками Дом Советов для встречи с Александром Руцким и Русланом Хасбулатовым. Руцкой им сообщил, что Ерину дана команда никого не брать. Также он сообщил Илюмжинову и Аушеву о более 500 убитых в здании Верховного Совета. По словам К. Илюмжинова, несмотря на белый флаг, для того чтобы попасть в Верховный Совет им пришлось ждать 20 минут, пока утихнет стрельба. Илюмжинов также сообщил, что в здании парламента они увидели очень много трупов. Точное количество он назвать затруднился, так как в Доме Советов нет воды и нет света. Р. Аушев рассказал, что им с Илюмжиновым удалось вывести из здания 12 женщин и одного ребёнка.
14.50 На совещании руководителей субъектов федерации в здании Конституционного суда принято заявление с требованием прекратить штурм парламента и возобновить переговоры между Борисом Ельциным и Верховным Советом.
15.00 Борис Ельцин выехал из Кремля домой. Прошедшую ночь он провёл в своём кремлёвском кабинете.
Около 15.00 к зданию парламента подъехали 16 крытых грузовиков с солдатами внутренних войск.
15.25. Группа из 20 сотрудников департамента по охране Верховного Совета сдалась правоохранительным органам. Они подверглись обыску, на одного из них были надеты наручники. Незадолго до этого предпринимались попытки проведения переговоров группой высокопоставленных военных с защитниками Дома Советов. На мосту через Москву-реку стоят несколько официальных машин. В одной из них прибыл Павел Грачёв.
15.50. Усилился обстрел Верховного Совета из боевых машин пехоты и танков. Один из офицеров войск специального назначения сообщил корреспондентам, что в ближайшие минуты начнётся новый штурм здания.
Отрядам специального назначения «Альфа» и «Вымпел» было приказано взять Верховный Совет штурмом. Около 16:00 в здание прошёл человек в камуфляжной форме, представившийся бойцом группы «А» («Альфа») и предложил всем желающим выйти из здания в его сопровождении, пообещав что на улице их никто не будет бить и что их посадят в автобусы и pазвезут либо к метpо, либо по домам, как они этого захотят. Около 100 человек вышли с ним через 14-й подъезд. Спецподразделение «Вымпел», чьё руководство отказалось выполнять приказ о штурме, впоследствии было передано из МБ в состав МВД, что привело к массовому уходу в отставку его бойцов.
16.20. После того, как Дом Советов был обстрелян танками и бронетранспортёрами, вновь разгорелся огонь на 15-17-м этажах. Из окон валят клубы чёрного дыма.
16.45. Из здания парламента начался массовый выход людей. За десять минут вышло около 300 человек, некоторые из них в форме сотрудников департамента по охране ВС. Они шли, держа руки за головами, между двумя рядами солдат и садились в подогнанные к лестнице здания автобусы.
В 17:00 у левого торца здания парламента произошёл сильный взрыв, после чего там начал бушевать огонь. К зданию продолжают подтягиваться крытые грузовики с солдатами. Врачи «скорой помощи» констатировали смерть 19 человек. Их трупы лежат недалеко от Краснопресненской набережной, справа от центрального входа в Верховный Совет. Из переговоров врачей по радиосвязи стало известно, что медслужба готовится к приёму большого количества раненых. В здание парламента люди постоянно заносят носилки.
После 16:00, по договорённости с Кремлём, начался массовый выход оборонявшихся из Верховного Совета в сопровождении бойцов группы «А».
17.05. Дом Советов покинуло около 700 человек (депутаты и сотрудники, среди которых немало женщин), которые шли держа руки за головами между двумя рядами солдат и садились в подогнанные со стороны Краснопресненской набережной автобусы. В этой группе находились Бабурин и Чеботаревский, которые отошли в сторону и явно ждали прибытия представителей Черномырдина для ведения переговоров. Позднее представители Черномырдина действительно прибыли, и два депутата вместе с ними вновь вошли в здание. Некоторых вышедших из парламента препровождали в «фильтрационный пункт», размещённый в одном из окрестных подвалов, где они находились под присмотром ОМОН. У выходивших изымались служебные удостоверения и складывались в спортивную сумку.
Во время штурма Дома Советов, используя сотовый телефон журналиста, Александр Руцкой в прямом эфире «Эха Москвы» обратился к лётчикам: «Если слышат меня лётчики, поднимайте боевые машины! Эта банда засела в Кремле и в министерстве внутренних дел, и оттуда ведёт управление. Я умоляю вас! Спасайте погибающих людей. Спасайте погибающую демократию.».
18.00. Прокремлевскими силами захвачена значительная часть помещений и территорий здания Верховного Совета. Всем желающим предлагается выйти, их обыскивают и спускают по лестнице в один из вестибюлей, где граждане некоторое время находятся под охраной, а затем с белым флагом выходят небольшими группами (2-3 человека) в относительно безопасные места. Например, мимо церкви в Девятинском переулке на Садовое Кольцо.
После 18:00 Александр Коржаков прибыл в Кремль для доклада Ельцину и, по его словам, обнаружил, что в банкетном зале уже давно отмечают победу. Комендант Кремля Михаил Барсуков преподнёс ему в качестве подарка личную курильную трубку Руслана Хасбулатова, найденную у того в кабинете. Ельцин разбил её об стену. В 2003 году Коржаков вспоминал, что ему налили полный фужер водки, предложив выпить за победу, и отметил, что ему от такого предложения стало противно.
18.10. Многие люди, вышедшие из Белого дома, ещё не покинули Краснопресненскую набережную, так как не хватало автобусов. По оценке ОМОН, их оставалось 250—300 человек.
18.20. Началась стрельба в районе московской мэрии. Стреляли трассирующими пулями с 7-го этажа мэрии. В этой обстановке людей стали срочно сажать в подошедшие автобусы, предварительно обыскивая. Было найдено несколько пачек патронов. В целом отношение сил правопорядка к отправляемым в автобусах людям было довольно либеральным. Однако операторам телевидения было запрещено снимать.
В 18.25 автобусы отправились, а люди, которым не хватило в них места, пошли к метро пешком. К этому времени бронетехника в составе 30 машин окружила здание парламента, развернув стволы в его сторону. Шесть машин подошли к центральному подъезду.
19:01 Руцкой и Хасбулатов были арестованы, после чего на автобусе в сопровождении бойцов «Альфы» и сотрудников службы безопасности президента России доставлены в следственный изолятор Лефортово. По словам Коржакова, руководившего арестом, у него «была задача кокнуть» Руцкого и Хасбулатова, «но это было сделать невозможно, потому что они спрятались в толпе депутатов».
19.05. Бойцами ОМОН также арестован народный депутат Российской Федерации Сергей Бабурин.
19.30. Арестованы назначенные Руцким министр по особым поручениям Андрей Дунаев, и. о. министра безопасности Виктор Баранников и и. о. министра обороны Владислав Ачалов.
19.30. Группой «Альфа» взяты под охрану и эвакуированы из здания 1700 журналистов, сотрудников аппарата Верховного Совета, жителей города и депутатов. Бойцы группы «Альфа» действовали уверенно, спокойно и корректно. Люди были эвакуированы в течение нескольких минут. К Дому Советов подведена дополнительная бронетехника и автобусы для оцепления. В здании пожар. По информации корреспондента, взрыв произошёл около кабинета Ачалова. Пожар в Белом доме прекращается. С 19.30 открытого пламени не видно.
Руководители обороны Дома Советов, некоторые участники, а также множество лиц, не участвовавших в противостоянии, были арестованы, и, по сведениям правозащитников, некоторые из них были подвергнуты избиениям и унижениям. При этом правозащитным центром «Мемориал» «зафиксирован случай, когда есть серьёзные основания подозревать, что гибель человека… наступила в результате побоев в милиции». Как установила комиссия Госдумы, между 17 и 19 часами в подъездах дома № 14 по Глубокому переулку имели место факты избиений, ограблений, жестокого и бесчеловечного обращения, а также незаконного административного задержания сотрудниками милиции народных депутатов Российской Федерации, сотрудников Аппарата Верховного Совета и граждан. Избиению были подвергнуты следующие депутаты: Юрий Тарасюк, Вакиф Фахрутдинов, Леонид Ясенков, Владимир Исаков, Олег Румянцев, Александр Уткин, Владимир Маханов, Александр Чибисов, Иван Шашвиашвили, Валентин Агафонов, Вячеслав Любимов, Геннадий Данков, Валерий Долматов, Светлана Горячева и Ирина Виноградова. Во дворе одного из отделений милиции был побит дубинками начальник охраны Хасбулатова Юрий Гранкин.
После 20 часов не затронутые пожаром нижние этажи Верховного Совета были подвергнуты «зачистке» с применением огнестрельного оружия, в ходе которой был причинён дополнительный ущерб зданию и находившемуся в нём имуществу.