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Após as 6:00 da manhã, horário de Moscou, em 19 de agosto, TASS e Rádio Moscou proclamaram que “saúde deficiente” tinha impedido Gorbachev de executar seus deveres e que, de acordo com o Artigo 127-7 da Constituição Soviética, Yanayev tinha assumido os poderes da presidência. Yanayev chefiou um Comitê de Emergência com oito membros. Seus outros membros eram Baklanov; Vladimir Kryuchkov, presidente do KGB da R.S.U.S.; o primeiro-ministro Valentin Pavlov; o ministro do Interior Boris Pugo; Vasily Starodubtsev, presidente do Sindicato dos Agricultores; Aleksandr Tizyakov, presidente da Associação de Empresas Estatais da R.S.U.; e o ministro da Defesa, Marechal Dmitry Yazov. Eles logo emitiram a Resolução nº 1, que proibiu greves e manifestações e impôs censura à imprensa. Houve também um discurso ao povo soviético afirmando que “o perigo mortal paira sobre a nossa grande pátria”
A assinatura prevista para 20 de agosto de um novo tratado de união que teria enfraquecido o controle central sobre as repúblicas apareceu para explicar o momento do golpe. Um forte ataque ao tratado de união por Anatoly Lukyanov, presidente do Soviete Supremo da R.U.S.R., foi distribuído pela TASS no início do dia 19 de agosto. O Gabinete de Ministros da R.U.S.R. reuniu-se mais tarde nessa manhã, e a maioria dos ministros apoiou o golpe. Todos os jornais, exceto nove, foram proibidos.
Tanks apareceram nas ruas de Moscou, e a população da cidade imediatamente começou a tentar dissuadir as tropas de obedecerem às ordens. Os manifestantes começaram a reunir-se em torno da Casa Branca, o edifício do Parlamento russo, e começaram a erguer barricadas. Às 12h50, o presidente russo Boris Ieltsin subiu em cima de um tanque em frente à Casa Branca, condenou o golpe e pediu uma greve geral imediata. Mais tarde ele emitiu um decreto presidencial declarando o golpe ilegal e os conspiradores “criminosos” e “traidores”. As autoridades russas não deviam obedecer às ordens do Comité de Emergência. Às 17h, Yanayev e os outros líderes golpistas realizaram uma conferência de imprensa. Yanayev afirmou que o país se tinha tornado “ingovernável”, mas esperava que o seu “amigo Presidente Gorbachev” acabasse por regressar ao seu posto. O presidente estava “muito cansado” e estava sendo “tratado no sul”, explicou Yanayev. Ele parecia visivelmente nervoso, e suas mãos tremeram durante a apresentação.
Yeltsin apelou ao patriarca da Igreja Ortodoxa Russa, Aleksey II, para condenar o golpe. O patriarca criticou a detenção de Gorbachev e anathematizou os envolvidos na trama. Entretanto, em Leningrado (hoje São Petersburgo), o general Lieut. Viktor Samsonov declarou-se presidente do Comitê do Estado de Emergência de Leningrado e colocou a cidade sob controle militar. Entretanto, o prefeito de Leningrado, Anatoly Sobchak, retornou de Moscou por via aérea, auxiliado por agentes da KGB que se opuseram ao golpe. Sobchak reuniu a oposição e apelou aos soldados para que entregassem os oficiais que tinham ajudado a organizar o golpe. No processo, ele conquistou Samsonov, que prometeu não transferir tropas para a cidade. Em Moscou alguns regimentos de tanques de elite desertaram e tomaram posições defensivas em torno da Casa Branca.
Em 20 de agosto Yeltsin emitiu um decreto presidencial declarando que ele estava assumindo o controle de todas as forças militares, KGB, e outras forças em território russo. O Pres. George H. W. Bush telefonou para Yeltsin e assegurou-lhe que as relações normais com Moscovo só seriam retomadas depois do regresso de Gorbachev ao cargo. Naquela noite, eclodiram combates entre tropas e manifestantes perto da Casa Branca, e três manifestantes foram mortos. O esperado ataque à Casa Branca não se concretizou, no entanto, e ficou claro que as ordens dos líderes golpistas não estavam sendo obedecidas. No dia 21 de agosto, o Secretariado do CPSU exigiu uma reunião entre Gorbachev e Yanayev. O golpe caiu, e os conspiradores foram presos enquanto tentavam fugir. O Soviete Supremo da R.S.U. restabeleceu Gorbachev e anulou todos os decretos do Comitê de Emergência. Ieltsin decretou que todas as empresas na Rússia estavam sob o controle de seu governo.