Đêm ngày 19, rạng sáng 20/9, Nga đã tiến hành cuộc tấn công bằng tên lửa và máy bay không người lái quy mô lớn vào nhiều thành phố của Ukraine. Theo thống kê từ Không quân Ukraine, Nga đã phóng tổng cộng 579 máy bay không người lái (UAV tấn công và mồi nhử), 8 tên lửa đạn đạo Iskander-M và 32 tên lửa hành trình Kh-101.
Trong khi máy bay không người lái được phóng từ các hướng Kursk, Bryansk, Millerovo, Oryol, Shatalovo và Primorsko-Akhtarsk thì tên lửa được phóng từ Yeysk, Crimea và Saratov.
Trong cuộc tấn công, Nga đã sử dụng chiến thuật truyền thống - tấn công đồng thời vào nhứng mục tiêu cụ thể bằng một số lượng lớn tên lửa và UAV các loại. Do đó, ngoài sử dụng hệ thống phòng không, Ukraine đã triển khai máy bay chiến đấu F-16 để ngăn chặn các cuộc không kích của đối phương. Tổng cộng 552 máy bay không người lái, 2 tên lửa đạn đạo Iskander, 29 tên lửa hành trình Kh-101 đã bị các lực lượng Ukraine bắn hạ và vô hiệu hóa.
Không quân Ukraine lưu ý rằng: "Tên lửa đạn đạo và tên lửa hành trình cùng 23 UAV đã tấn công vào 10 địa điểm, các mảnh vỡ rơi xuống 10 địa điểm khác".
Tổng thống Ukraine Volodymyr Zelensky trong một tuyên bố cho biết: "Các cuộc tấn công của Nga nhằm vào các khu vực Mykolaiv, Chernihiv, Zaporizhzhia, Dnipro, Poltava, Kiev, Odesa, Sumy và Kharkiv. Mục tiêu của đối phương là phá hủy cơ sở hạ tầng quân sự và dân sự".
Nhà lãnh đạo Ukraine lưu ý, vụ không kích của Nga đã khiến ít nhất 3 người thiệt mạng và hàng chục người khác bị thương. Ông kêu gọi các nước phương Tây "cùng nhau hành động" bằng việc tăng cường phòng không, tăng nguồn cung cấp vũ khí và mở rộng các lệnh trừng phạt đối Nga.
Trong một diễn biến liên quan, thời điểm Nga mở cuộc tấn công vào Ukraine, Không quân Ba Lan cùng đồng minh Tổ chức Hiệp ước Bắc Đại Tây Dương (NATO) đã điều động máy bay chiến đấu để bảo vệ không phận.
Vụ tấn công xảy ra chỉ hơn một tuần sau khi máy bay không người lái của Nga xâm phạm không phận Ba Lan, buộc nước này phải bắn hạ trên lãnh thổ của mình. Đây cũng là lần đầu tiên Ba Lan tiến hành bắn hạ UAV có liên quan đến xung đột Nga-Ukraine.
