La OTAN inicia su ataque contra Yugoslavia con bombas y misiles disparados desde buques de guerra y aviones B-52 y B2 el día miércoles 24 de marzo de 1999. El día siguiente Clinton afirma que no mandará infantería a Yugoslavia. Continúan los bombardeos y Belgrado rompe relaciones con Estados Unidos, Inglaterra, Alemania y Francia.
El viernes 26 de marzo, la OTAN ataca por primera vez posiciones del ejército serbio en Kosovo no vinculadas con la defensa antiaérea. Se multiplican las denuncias sobre atrocidades contra civiles albanokosovares. El sábado 27 de marzo, un vocero de la OTAN denuncia que en Kosovo se registra una operación de limpieza étnica. Hay bombardeos aliados cerca de Belgrado. El domingo 28 de marzo, la OTAN reconoce por primera vez haber perdido un avión: un moderno F-117. La OTAN inicia el ataque a concentraciones de tropas yugoslavas. Resulta destruido el cuartel general de la policía en Prístina, capital de Kosovo. El lunes 29 de marzo, hay bombardeos en Serbia y Montenegro. Comienzan a actuar los aviones anti-ataque A-10 de la Alianza. El martes 30 de marzo, el líder yugoslavo Slobodan Milosevic sostiene que reducirá sus fuerzas en Kosovo cuando la OTAN detenga sus ataques. Fracasa una misión de paz emprendida por el premier ruso E. Primakov. El miércoles 31 de marzo, la OTAN anuncia que intensificará sus operaciones. Alemania denuncia la existencia de campos de concentración en Kosovo. Rusia decide enviar barcos al Mediterráneo.
El jueves 1 de abril, un puente sobre el Danubio es destruido en Novi Sad, cerca de Belgrado. Fracasa una misión de paz del Papa. El viernes 2 de abril, aviones aliados atacan edificios gubernamentales en pleno centro de Belgrado. El 3 de abril, los refugiados kosovares totalizaban unos 765.000. La masiva deportación de kosovares ejercía y ejerció a lo largo de la crisis de Kosovo una presión asfixiante a los países vecinos sobretodo en Macedonia. Para esta fecha, Macedonia ordena un cierre parcial de sus fronteras para admitir refugiados que serán llevados a terceros países y moviliza a 12.000 soldados para controlar el límite con Yugoslavia. El 4 de abril, la OTAN temía un posible golpe de Estado contra Montenegro debido a que Milosevic sustituyó a los altos mandos del ejército montenegrino y los reemplazó por generales serbios. Para prevenirlo la fuerza internacional de paz en Bosnia (SFOR) bloqueó el 3 de abril el tramo de vías férreas que unen Serbia con Montenegro.
El 12 de abril, la OTAN bombardeó el puente ferroviario de Grdelicka, al sur de Belgrado. Este puente era importante entre las líneas de aprovisionamiento de las fuerzas de seguridad y militares yugoslavos en Kosovo. Otros ataques fueron dirigidos a depósitos de combustible (punto clave en el transcurso del conflicto especialmente para Serbia), una refinería de Pancevo, a 15 km. al NE de Belgrado. Además hubo graves daños en Prístina. El 13 de abril, tropas serbias ingresan y destruyen un poblado de Albania. Las tropas de Belgrado atacaron el caserío de Kamenica. La incursión fue negada por Belgrado. Por primera vez, Albania abre fuego contra Yugoslavia. Éste mismo día I. Ivanov, canciller ruso y Madeleine Albright, secretario de Estado estadounidense se reunieron pero no llegaron a un acuerdo sobre la crisis de Kosovo. Ivanov reiteró la firme posición de Rusia contraria a la ofensiva de la OTAN contra Yugoslavia. Además, Moscú afirma que solo contemplará la posibilidad de un acuerdo si previamente cesan los ataques de la OTAN. La OTAN, por su parte, declara que aumentará el envío de aviones a la zona del conflicto. Este aumento será progresivo a lo largo de la crisis de Kosovo. Bill Clinton pide al Capitolio que apruebe una partida de emergencia para financiar la campaña militar contra Yugoslavia, que le costó a Estados Unidos entre 500 y 700 millones de dólares por ahora.
El 14 de abril, Albania anuncia el desplegamiento de sus fuerzas armadas en la frontera con Kosovo para detener una posible ofensiva de las fuerzas armadas yugoslavas contra su territorio pero sin la necesidad del apoyo de la OTAN. El jueves 15 de abril, aumentan las bajas civiles en la ofensiva contra Yugoslavia. Masacran a 75 refugiados durante un confuso bombardeo en Kosovo. El 16 de abril el Pentágono confirmó que le pedirá la autorización a Clinton para movilizar hasta 33.000 reservistas que tomaran parte de la guerra de los Balcanes. El 17 de abril, la OTAN denuncia que las fuerzas yugoslavas inician una nueva fase de limpieza étnica. En cuanto a los refugiados se estima que para la fecha, 325.000 de ellos se encuentran en Albania, 73.000 en Montenegro y 573.000 en regiones vecinas a Kosovo. El 18 de abril, la OTAN ataca la mayor refinería de Serbia en Novi Sad. El 20 de abril, hay un combate entre las tropas de Albania y Yugoslavia.
El 21 de abril, Milosevic acusa a la OTAN de ataques aéreos dirigidos contra objetivos civiles y que la fuga de Kosovo de los albaneses se debe a los bombardeos de la OTAN y no a las expulsiones por parte de los serbios. Alexis II, jefe de la Iglesia Ortodoxa ofrece una multitudinaria misa en una iglesia de Belgrado. Se reúne con Milosevic y condena la agresión de la OTAN. Mientras, la OTAN bombardea un edificio de 24 pisos símbolo del poder de Milosevic. El 22 de abril, la OTAN bombardea Belgrado. Ataca con misiles el edificio central de la televisión estatal de Yugoslavia (RTS) afirmando que era el cerebro del aparato militar y el liderazgo de Milosevic. Sin embargo, entre los muertos y heridos se encontraron periodistas, camarógrafos, técnicos, empleados y obreros. El edificio se encontraba en pleno centro de Belgrado. El 24 de abril se inicia la Cumbre por el 50 aniversario de la Alianza Atlántica. La OTAN está decidida a redoblar sus ataques a Belgrado hasta doblegar al gobierno de Milosevic.
La OTAN estableció sus condiciones que sostendrá aun ante la retirada de Yugoslavia más de un mes después. Las condiciones son: la retirada de las fuerzas serbias de Kosovo, el regreso de los refugiados kosovares y el establecimiento de una fuerza internacional de paz liberada por la OTAN para asegurar la libre elección de un gobierno autónomo. La discusión principal fue si la OTAN debía utilizar la fuerza o no para imponer el embargo de petróleo declarado contra Yugoslavia. Esta cuestión era relevante porque Rusia era uno de los mayores proveedores de petróleo a Yugoslavia. Ante esto, el canciller ruso I. Ivanov expresó que Rusia iba a ignorar el embargo afirmando que la OTAN estaría violando la ley internacional. Francia apoyó a Rusia sosteniendo que la detención y revisión de un buque en aguas internacionales sería ilegal. Por otro lado, Clinton afirmó que la Alianza estaría dispuesta a imponer el embargo a través de todos los medios razonables. Blair, el primer ministro británico, se muestra más radical y presiona a Clinton.
Alemania posee una situación doméstica complicada puesto el respaldo a una invasión terrestre le hubiera implicado la pérdida del apoyo del Partido Verde y de la opinión pública alemana que ese mostró reacia ante las acciones de la OTAN como lo demostraron las manifestaciones anti-OTAN en 40 ciudades alemanas. Italia, Sufre la misma suerte con respecto al respaldo a la invasión terrestre que le hubiera implicado la ruptura de la coalición de gobierno y la pérdida del apoyo de la sociedad italiana. La OTAN incrementó su poder en el mundo resolviendo que podrá intervenir en situaciones en que no haya riesgo para sus miembros y lo hará sin que medie necesariamente un permiso de la ONU. El Secretario General de la OTAN, J. Solana, dijo que la OTAN no solo se dedicaría a la defensa de los países que la integran como lo hizo durante la Guerra Fría sino que de ahora en más defenderá valores democráticos fuera de sus fronteras. La OTAN se convertiría en una especie de policía global de los valores occidentales.
El27 de abril, Milosevic acepta que una fuerza de paz internacional armada sea enviada a Kosovo bajo las banderas de las Naciones Unidas pero que los soldados que tome parte de ella no pueden ser nacionales de los países de la OTAN. También admite la autonomía para Kosovo y el regreso de los refugiados. A pesar de esto, el ministro de Defensa de Estados Unidos, W. Cohen afirmó que la fuerza internacional debe ser armada y preferiblemente conducida por la OTAN. El vocero de la Casa Blanca, J. Lockhart anunció "estaremos abiertos a la participación de otros países, pero tendrá que ser una fuerza que goce de la confianza de nuestro gobierno y que en su núcleo este en sintonía con la OTAN." Este punto generará controversia a lo largo del conflicto debido a la inflexibilidad de ambos bandos. Los aliados continuaron con los bombardeos. Demandan una rendición incondicional y la instalación de una fuerza militar de la OTAN. El 28 de abril el Congreso de Estados Unidos rechaza un pedido de declaración formal contra Yugoslavia. La OTAN, por su parte, continúa los bombardeos y destruye por 'error' objetivos civiles. El 29 de abril, Estados Unidos lanza una superbomba 'rompebúnker' capaz de destruir los refugios subterráneos cerca del aeropuerto de Prístina. El 30 de abril, la OTAN bombardea toda Yugoslavia. Deja en ruinas a los dos edificios del Estado Mayor del ejército yugoslavo, en pleno centro de la capital. Las bombas golpearon a la Cancillería yugoslava y a la sede de gobierno de Serbia además de varios puentes y una importante fábrica de níquel cerca de Prístina.
El 2 de mayo Milosevic libera a los tres soldados estadounidenses arrestados hace un mes y pide a Clinton una cumbre. La Casa Blanca y el Pentágono aseguraron que " se trata de una buena noticia pero no cambia nuestra voluntad de continuar los bombardeos hasta que Milosevic acepte las condiciones de la OTAN. El 5 de mayo Clinton advirtió que los bombardeos de la OTAN contra Yugoslavia se intensificarían sin piedad hasta que Belgrado ceda a las exigencias de la comunidad internacional para resolver la crisis de Kosovo. Frente a esto Yugoslavia reiteró que estaría dispuesta a aceptar una misión desarmada de las Naciones Unidas en Kosovo integrada por Rusia y países neutrales que no hayan participado de la agresión de la OTAN contra Yugoslavia. Tras los bombardeos crece la angustia y la rabia de los yugoslavos no frente a Milosevic sino contra la Alianza Atlántica.
El 6 de mayo, el G8 – las potencias más industrializadas más Rusia- sellaron un plan de paz que prevé el cese de la violencia en Kosovo, la retirada de las fuerzas militares, policiales y paramilitares serbias, el regreso de los refugiados y una administración temporal para la provincia serbia y una presencia de seguridad internacional y civil con aprobación de la ONU. El ELK estuvo en desacuerdo con el plan.
El viernes 7 de mayo, la Alianza arrasó con bombas la ciudad de Nis y dejo a oscuras a Belgrado. En un ataque dejo en llamas a la Embajada de China en la capital. El Pentágono dijo que fue un error. Este error le costará caro puesto que China es uno de los países con poder de veto en el Consejo de Seguridad. Además, este hecho tendrá consecuencias significativas para la determinación de la opinión de los países europeos con respecto a la resolución del conflicto de Kosovo. Rusia manifestó que el hecho es una arbitrariedad semejante que no tiene ni puede tener justificativos. El gobierno británico pierde apoyo frente a la opinión pública y la oposición conservadora presiona.
Martes 11 de mayo, el anuncio de una retirada parcial de las fuerzas militares y policiales de Kosovo no ha logrado convencer a los aliados que incluso denunciaron que los serbios intensificaron las operaciones represivas contra los albanokosovares. Los aliados intensificaron ataques diurnos y nocturnos. El gobierno de Beijing indignado por el 'error' de la OTAN advirtió que bloqueará cualquier iniciativa de paz si antes no se cumple con el alto el fuego de la OTAN. Por otro lado, la Casa Blanca insiste en que la OTAN no dejará de bombardear Yugoslavia hasta que Belgrado se rinda. Miércoles 12 de mayo, más intensos bombardeos contra Yugoslavia especialmente en zonas fronterizas con Albania. Una escuadrilla de 5 cazas MiG serbios fue destruida. Misiles aliados también volaron 8 puentes, varias baterías antiaéreas y puestos de mando. Todos los puentes y carreteras principales entre Kosovo y serbia han sido destruidos. Fue nuevamente bombardeada Nis, un centro industrial de importancia y tercera ciudad de Yugoslavia. Los ataques más intensos fueron en Kosovo donde se registraron 18 explosiones en Prístina.