В начале апреля 1993 года командование НАТО объявило о начале боевого патрулирования воздушного пространства Боснии. 12 апреля первые истребители НАТО появились в небе над Сараево и Пале. К сентябрю 93-го силы ПРОФОР доказали свою полную неэффективность и командование НАТО приняло решение ввести в Боснию 50 тысяч своих военнослужащих и 250 танков.
В начале февраля 1994 года НАТО, угрожая бомбардировками, потребовало от боснийских сербов сеять осаду Сараево. 15 февраля Радован Караджич выполнил требования ультиматума, и в почти полностью разрушенный город вошел батальон российских войск ООН. Однако, всего неделю спустя перемирие вновь было нарушено. Войска НАТО сбили 4 самолета ВВС Сербской Краины, направлявшихся бомбить позиции хорватов. С середины марта сербская армия возобновила обстрелы Сараево. Более того, боснийские сербы начали наступление на мусульманский анклав в Горадже. В ответ авиация НАТО нанесла первый бомбовый удар по позициям боснийских сербов, что заставило последних отступить.
В мае на конференции в Женеве США и ЕС и Россия предложили воюющим сторонам новый план раздела Боснии. Территория республики делилась на две части по принципу 49 : 51. 49 процентов Боснии и Герцеговины предполагалось отвести под сербскую республику, а на оставшихся 51 проценте земли создать федерацию мусульман и хорватов. Сама же Босния, оставаясь единым государством, превращалась в конфедерацию. Но, Караджич опять отказался пойти на мировую.
Во второй половине 94-го года резко возросла активность мусульманской армии. Изегбегович, чувствуя за собой поддержку НАТО, нападал на боснийских сербов, желая спровоцировать военное вмешательство Запада. В ноябре босняки удачно провели крупную наступательную операцию, но сербы быстро оправились от поражения и 28 ноябре, несмотря на бомбовые удары ВВС НАТО, штурмом взяли Бихач.
Первый шаг в дальнейшей эскалации конфликта сделала Хорватия. Туджман решил полностью очистить территорию своей страны от сербских полугосударственных новообразований. Еще в начале мая части боснийских хорватов внезапных ударов всего в течении двух дней захватили Западную Славонию. Затем боснийские сербы пошли в наступление на мусульманские анклавы в Сребренице и Жепу, после захвата которых двинулись к Горадже. Авиация НАТО засыпала бомбами позиции сербов, но Радко Младич упрямо продолжал наступление.
2 августа в Женеве сербы и хорваты подписали перемирие, а через два дня хорватская армия начала операцию «Буря». Молниеносным ударом войска Туджмана взяли Книн и ликвидировали Сербскую Краину. Ельцин предложил Милошевичу и Туджману встретиться для переговоров в Москве, но президент Хорватии ответил отказом. В Боснию вновь была введена федеральная армия, которая, оставив несколько танков и тяжелых гаубиц у Сараево, придвинулась в границам Хорватии. Между хорватскими и сербскими войсками в приграничной полосе начались артиллерийские дуэли.
30 августа в течении 16 часов авиация НАТО ровняла с землей позиции боснийских сербов у Сараево. Теперь сербы периодически подвергались атакам в воздуха и 11 сентября в американском городе Дейтоне министры иностранных дел Боснии, Хорватии и Югославии подписал план раздела республики по формуле 49:51. С 10 октября все боевые действия прекращались, в Боснию и Герцеговину вводились для поддержания мира вводился контингент войск НАТО (NATO Implementation Force- IFOR). 15 сентября боснийские сербы отвели тяжелую артиллерию и военную технику из под Сараево. За три года осады в городе погибло более 10 тысяч человек. 14 декабря 1995 года в Париже президенты трех стран торжественно подписали Дейтоновские соглашения. Война на Балканах временно остановилась. Осада Сараево была окончательно и полностью снята 29 февраля 1996 года, она длилась 1425 дней.