13 августа в результате переговоров между руководством силовых структур Киргизии и лидерами боевиков освобождены все заложники. По данным некоторых СМИ, бандитам заплачен выкуп в размере 50 тысяч долларов и передано большое количество продовольствия.
15 августа силами одного звена фронтовых бомбардировщиков «СУ-24» военно-воздушных сил Узбекистана нанесены бомбовые удары по местам размещения боевиков. В этот же день из Душанбе поступила информация о том, что пограничные с Киргизией восточный Джиргатальский и Гармский районы Таджикистана, а именно населенные пункты Хаит, Джиргаталь, Кушагба и Тандыкуль, подверглись бомбардировке неопознанными самолетами. Всего на территорию района было сброшено восемь бомб с четырех самолетов типа «Су». Бомбы разорвались в безлюдной зоне, и человеческих жертв не было, погибло около полутора десятков голов скота. Официальные источники в Таджикистане отказываются давать какие-либо комментарии по поводу случившегося и ограничиваются лишь общими фразами типа «Мы пока не располагаем информацией о том, кому принадлежали эти самолеты, а также о причине бомбометания». В главном штабе ВВС РФ сообщили, что российские самолеты в эти дни не проводили полетов в Джиргатальском районе. В Минобороны РФ подтвердили, что удар нанесли фронтовые бомбардировщики «Су-24», принадлежащие узбекским ВВС.
16 августа военные Киргизии начали второй этап операции по ликвидации группировки боевиков, вторгшихся 31 июля на территорию Киргизии из Таджикистана и захвативших заложников, заявил секретарь Совета безопасности Киргизии Эсен Топоев. По его словам, основной целью первой части операции против боевиков являлось освобождение заложников, и эта задача была выполнена. Отвечая на вопрос журналистов, был ли за заложников выплачен выкуп, он заявил: «Главное — было освободить граждан нашей республики, и силовые структуры с этим справились». Как подчеркнул секретарь Совета безопасности Киргизии, «сейчас силовики в Баткенском районе принимают меры по локализации бандформирования». Он также отметил, что боевики «нарушили законы Кыргызстана и им придется отвечать по существующим в республике нормам». В тот же день министр иностранных дел Таджикистана Талбак Назаров вручил ноту протеста послу Узбекистана в Душанбе Бахтиеру Урдашеву по поводу бомбардировки сел Джиргатальского района. Встреча проходила без свидетелей, но, по информации руководителя департамента информации и печати МИД РТ Игоря Саттарова, таджикской стороной было выражено недоумение по поводу «ничем не оправданной акции ВВС Узбекистана» и высказано «требование по недопущению впредь подобных действий, идущих вразрез с принципами и характером сложившихся взаимоотношений между двумя странами». В ответной ноте МИД Узбекистана сообщил, что ведомству «ничего не известно об изложенных в Душанбе фактах».
Бомбардировки территории Киргизии, где находятся боевики, были проведены по согласованию с властями Киргизии, — сообщили на брифинге в Ташкенте 17 августа министр иностранных дел Узбекистана Абдулазиз Камилов и секретарь Совета национальной безопасности при президенте Республики Узбекистан Миракбар Рахманкулов. Бомбардировка проводилась с целью нейтрализации и ликвидации бандформирования, «окопавшегося в труднодоступной горной местности». По словам Абдулазиза Камилова, Киргизия обратилась к Узбекистану с просьбой о привлечении узбекистанских военно-воздушных сил для ликвидации бандитской группировки. Глава МИД Узбекистана отметил, что никаких целей для бомбардировок на территории Таджикистана не предусматривалось. Во избежание жертв были предприняты меры по эвакуации местных жителей. В связи с тем, что бандитская группа находилась непосредственно на границе Киргизии и Таджикистана, Абдулазиз Камилов не исключил, что самолеты ВВС Узбекистана могли залететь на территорию Таджикистана. «Когда речь идет об акте международного терроризма, мы считаем правильным принятие адекватных мер», — подчеркнул он.
21 августа министр обороны Мырзакан Субанов докладывает премьер-министру Амангельды Муралиеву о том, что все боевики уничтожены.
Рано утром 22 августа последние воинские подразделения покидают Баткен и направляются к местам своей постоянной дислокации. В конце того же дня группа боевиков численностью около 30 человек захватывает села Зардалы и Ходжа-Ачкан Баткенского района Киргизии, захвачен также временный поселок геологов в местечке Жылы-Суу. Бандитами захвачены командующий внутренними войсками МВД Киргизии генерал Анарбек Шамкеев (был освобожден через два месяца после длительных переговоров с боевиками), солдат срочной службы, четверо японских геологов и их переводчик. По мнению руководителей киргизских силовых структур, это то же самое бандформирование, которое вторглось на территорию Киргизию из Таджикистана 31 июля. «Силовые структуры предпринимают меры по блокированию боевиков в захваченных ими населенных пунктах. По некоторым сведениям, на поддержку к бандитам из Таджикистана направляется новая группа боевиков численностью до 200 человек».
Ночью с 23 на 24 августа в результате попытки боевиков спуститься в долину в 5 км восточнее села Кан начался бой. По официальной информации из Министерства внутренних дел Киргизии, боевики отступили в глубь ущелья. По уточненным данным, на 24 августа боевиков уже не менее двухсот человек, и они относятся к непримиримой исламской оппозиции, которая базируется в Джиргатальском и Гармском районах Таджикистана и которую возглавляет Джума Намангони. Непосредственно в Баткенском районе Киргизии боевиками командует полевой командир Азизхан.
24 августа — в прямой связи с событиями в Баткене — указом президента Аскара Акаева отправлен в отставку министр обороны генерал-полковник Мырзакан Субанов. Непосредственное руководство боевыми действиями на юге республики возложено на командующего Национальной гвардией республики генерал-лейтенанта Абдыгула Чотбаева.
В тот же день в Бишкеке начался саммит так называемой «Шанхайской пятерки». Среди прочих в повестке дня стоит и вопрос о сотрудничестве в области борьбы с международным терроризмом, религиозным экстремизмом, сепаратизмом и незаконным оборотом наркотиков.
25 августа. Боевиков, по последним данным, уже более трехсот пятидесяти человек. Согласно источникам в правоохранительных органах Узбекистана, этот же отряд, который состоит из узбеков, таджиков, арабов и афганских пуштунов, еще 20 августа совершил нападение на метеостанцию близ границы с Таджикистаном (ледник Абрамова). Бандиты захватили 10 сотрудников метеостанции и 6 местных туристов. Метеорологов позже отпустили. В Министерстве национальной безопасности Киргизии есть информация о том, что небольшими группами пробираются через киргизскую территорию в Узбекистан не менее тысячи человек. Состоялись телефонные переговоры между президентом Киргизии Аскаром Акаевым и премьер-министром Японии Кэйдзо Обути по поводу находящихся в заложниках японских граждан. Ситуацию в Баткенском районе и совместные действия Киргизии и Таджикистана по уничтожению боевиков Аскар Акаев обсуждал и с таджикским президентом Эмомали Рахмоновым.
25 августа в ходе ночного боя боевикам удалось захватить еще два села, и, таким образом, они контролируют уже пять населенных пунктов. Ночью с 24 на 25 августа террористами взорван мост через реку Сох, связывающий ущелье, где находятся боевики, с Баткеном. Таким образом, бандиты отрезали от себя группировку правительственных подразделений. По данным разведки, общая численность боевиков в Баткенском и Чон-Алайском районах достигает уже тысячи человек.
28 августа Киргизия, Казахстан, Таджикистан и Узбекистан подтвердили единство позиции в отношении преступных действий бандформирований на юге Киргизии. Они квалифицируются как акции терроризма, поддерживаемые непризнанными международным сообществом организациями из других стран.
29 августа с обращением к народу республики выступил президент Киргизии Аскар Акаев.
Объявлен указ президента о назначении нового министра обороны — им стал Эсен Топоев, работавший до сих пор секретарем Совета безопасности республики.
30 августа. Два самолета неустановленной принадлежности подвергли бомбардировке село Кара-Тейит в Чон-Алайском районе. Согласно источникам в Министерстве обороны, после ответа находившихся рядом с селом зенитных расчетов самолеты развернулись и ушли. Несколько жителей села погибли и получили ранения.
По основной версии, это могли быть самолеты узбекских ВВС, участвующие в совместной операции по ликвидации исламских террористов, совершившие ошибку при определении целей для бомбометания. Другой авиации, кроме узбекской, в этой части Ферганской долины, по мнению военных, просто нет.