В городе шли ожесточенные бои. Участник обороны Цхинвала Роберт Бетеев прорвался с группой пехотинцев в район телевышки: «Танки прорвались со стороны 12-й школы и двинулись по улице Героев к центру города. А рядом со школой в убежище прятались женщины и дети, в том числе и моя жена на седьмом месяце беременности. Я собрал своих ребят, и мы двинулись навстречу грузинской колонне. По дороге к нам присоединялись другие ополченцы. Добежали до телевидения. Здесь огнем из автомата грузин сдерживал мужик по имени Георгий, работающий водителем на ТВ, а молоденький парень снимал бой на камеру, проявляя при этом чудеса храбрости. Мы бросились вперед и через маленький «Шанхай» (квартал Цхинвала) прорвались на территорию завода «Эмальпровод». Дома были объяты пламенем. Убедившись, что с людьми все нормально, мы снова вышли на улицу Героев и продолжили бой с противником. Один танк уже горел, но по нас стреляли еще два танка, которые сосредоточились около 12-й школы».
15.05. Российские военные самолеты проникли в воздушное пространство Грузии со стороны Тедзами к югу от Гори и сбросили две бомбы на военный аэропорт Вазиани.
Российские миротворцы тем временем продолжали отбивать грузинские атаки. Журналистов, прибежавших из соседних домов осетинских женщин и часть солдат командование отправило в овощехранилище, где под прикрытием легких бетонных перекрытий и небольшого слоя грунта можно было избежать осколочных ранений. В разгар дня одна журналистка неосмотрительно решила связаться с редакцией по мобильному телефону, и хранилище было накрыто артударом. По счастливой случайности прямых попаданий не случилось и оно не было разрушено.
Находившаяся в соседнем здании санинструктор младший сержант Зухра Трамова вспоминала: «Было принято решение перебираться в помещение бани. Под прикрытием дымовых шашек мы двумя партиями перебрались туда. Я перебегала во второй группе. Уже на месте оказала помощь раненному в ходе передислокации комбату: перевязала ему ногу. Вслед за этим последовало несколько прямых попаданий в баню, так как грузины поняли, что мы перебрались именно туда. Рухнул потолок, нас завалило… Откопавшись, мы перебрались в находящуюся напротив котельную. Туда же перетащили раненых и убитых. В ней же стали оказывать медицинскую помощь продолжавшим поступать раненым. Их было очень много с самых первых часов боя, так как грузины накрыли нас таким шквальным огнем, что все происходящее кругом казалось адом. Котельная нас немного прикрыла… Оттуда я видела, как от прямого попадания загорелась медицинская машина, в которой остался убитый наблюдатель с НП на крыше казармы… Он сгорел вместе с машиной».
С 14.00 по позициям грузин начали активно работать вышедшие к Цхинвалу российская артиллерия и авиация, а к 15.00 передовые танковые подразделения 58-й армии, сбив оборону грузин, блокировали район Тамарашени с севера и востока и начали обстрел позиции грузинской армии. Грузины предприняли попытку перерезать заурскую дорогу, направив туда усиленный танками пехотный батальон.