Решение о штурме принимал глава КГБ Андропов ещё до ввода советских войск в Афганистан. Формальным предлогом было обвинение, что Х. Амин якобы является агентом ЦРУ, хотя именно Амин настаивал на вводе советских войск.

Руководство штурмом осуществлял полковник КГБ Григорий Иванович Бояринов, начальник Курсов усовершенствования офицерского состава (КУОС) КГБ СССР. Участники штурма были разбиты на две группы: «Гром» — 24 чел. (бойцы группы «Альфа», командир — замначальника группы «Альфа» М. Романов) и «Зенит» — 30 чел. (офицеры специального резерва КГБ СССР, выпускники КУОС; командир Я. Семенов). Во «втором эшелоне» находились бойцы так называемого «мусульманского батальона» майора Х. Т. Халбаева (520 человек) и 9-я рота 345-го отдельного гвардейского парашютно-десантного полка под руководством старшего лейтенанта Валерия Востротина (80 человек).

Нападавшие были одеты в афганскую форму без знаков различия с белой повязкой на рукаве. Паролем опознания своих были окрики «Яша» — «Миша».

Штурм начался в 19:30 по местному времени. Огневую поддержку осуществляли две самоходные зенитные установки ЗСУ-23-4 «Шилка». На 3 БТР (по другим данным, было 3 или 4 БМП «мусбата») группа «Зенит» двинулась ко дворцу. Одна машина была подбита охраной Х. Амина. Подразделения «мусульманского» батальона обеспечивали внешнее кольцо прикрытия. Ворвавшись во дворец, штурмующие «зачищали» этаж за этажом, используя в помещениях гранаты и ведя огонь из автоматов.

В ходе штурма Тадж-бека, длившегося сорок три минуты, спецназ КГБ потерял убитыми пять человек — 2 из Альфы и 3 из Зенита. Столько же потеряли десантники. Потери мусульманского батальона — 9 человек. Почти все участники операции были ранены.

С противоположной стороны погибли Х. Амин, его сын и около 200 афганских охранников и военнослужащих.

Несмотря на то, что в военном плане операция была проведена успешно, сам факт убийства главы государства стал трактоваться западными странами, как свидетельство советской оккупации Афганистана, а следующих руководителей ДРА (Кармаль, Наджибулла) руководство этих стран называло марионеточными лидерами.

Воспоминание участника:
Мы знали, что практически идём на смерть, но «это надо сделать». Не хочу сказать, что боялись, но как-то неуютно было. Нам 100 грамм налили обязательных войсковых. Но, грубо говоря, они просто не лезли… Мне жизнь спасла ФРГшная каска. Одна пуля попала в триплекс. Удержал. Две другие — в сферу. Выдержала. Ну а то, что бронежилет был весь в лохмотьях — это уже ерунда… 80 % наших бойцов были ранены, но мы своё дело сделали.

…Человек, застреливший Амина, сказал мне, что приказ был живым Амина не брать. Кстати, тогда же в перестрелке был ранен в грудь и скончался сын Амина. Я собственными руками перевязывал рану его дочери — её ранили в ногу. Мы оставили дворец, в котором ковры были пропитаны кровью и хлюпали под ногами.