23 сентября 1999 года президент РФ Борис Ельцин подписал указ "О мерах по повышению эффективности контртеррористических операций на территории Северо-Кавказского региона Российской Федерации". По указу была создана Объединенная группировка войск (сил) на Северном Кавказе, а на территории Чечни был введен режим контртеррористической операции.
Боевые действия на Северном Кавказе к тому времени шли уже больше месяца - 7 августа 1999 года на Дагестан с территории Чечни было совершено нападение около 2 тыс. вооруженных боевиков под командованием Шамиля Басаева и полевого командира Хаттаба. В сентябре чеченские террористические группировки организовали взрывы жилых домов в Москве, Волгодонске и Буйнакске.
После того как армейским подразделениям, милиции и внутренним войскам удалось отбить атаки боевиков на Дагестан и создать "санитарный кордон" вокруг Чечни, началась подготовка к уничтожению террористических группировок в самой республике. Ее власти к этому моменту оказались неспособны взять под контроль деятельность "непримиримых" исламистов.
23 сентября российская авиация начала бомбардировку Грозного и его окрестностей, 30 сентября началась наземная операция. В октябре федеральные войска освободили Наурский, Шелковской и Надтеречный районы. В ноябре под контроль был взят Гудермес, а Гудермесский район объявлен "зоной мира и согласия". К декабрю федеральные силы контролировали всю равнинную (северную) часть Чечни. Боевики сосредоточились в Грозном и в горных районах. 4 декабря чеченская столица была полностью блокирована федеральными войсками. К 20 декабря десантники и пограничники блокировали Аргунское ущелье, прервав чеченские коммуникации с Грузией.
17 января 2000 года начался штурм Грозного. 2 февраля подразделения российских войск заняли основные стратегически важные объекты, в том числе площадь Минутку. В тот же день большой отряд боевиков, пытавшихся вырваться из Грозного, был оттеснен на минные поля и блокирован. Погибли и были ранены несколько известных полевых командиров, в том числе Ахмед Закаев и Шамиль Басаев. 6 февраля Грозный был взят под контроль федеральных сил.
После этого продолжилось уничтожение военизированных формирований сепаратистов в горных районах республики. Последней крупномасштабной войсковой операцией стало уничтожение с 6 по 20 марта банды Руслана Гелаева в селе Комсомольское Урус-Мартановского района. В ходе боев были убиты около 1,2 тыс. боевиков.
О завершении "войсковой" фазы контртеррористической операции было объявлено 15 апреля 2000 года. Безвозвратные потери боевиков были оценены в 14 тыс. человек, ликвидированы базы "непримиримых" исламистов, системы управления и обеспечения их отрядов.
Контртеррористическая операция продолжилась в "точечном" режиме - спецподразделения сконцентрировались на уничтожении и поимке лидеров боевиков. Так, были ликвидированы полевые командиры Абу Умар (11 июля 2000 года), Хаттаб (20 марта 2002 года), Руслан Гелаев (28 февраля 2004 года), Аслан Масхадов (8 марта 2005 года), Шамиль Басаев (10 июля 2006 года).
Одновременно велась работа с местным населением, религиозными и общественными лидерами Чечни. Было проведено несколько амнистий для тех членов незаконных вооруженных формирований, которые не совершили тяжких преступлений и хотели вернуться к мирной жизни.
Президентом Чеченской Республики 5 октября 2003 года был избран Ахмат Кадыров (с 12 июня 2000 года - глава временной администрации республики, назначенный указом президента РФ Владимира Путина). 9 мая 2004 года Ахмат Кадыров погиб в результате теракта на стадионе в Грозном, новый главой республики стал его сын Рамзан.
16 апреля 2009 года Национальный Антитеррористический комитет по поручению президента РФ Дмитрия Медведева отменил режим контртеррористической операции на территории Чечни.
Точных официальных данных о потерях федеральных сил в ходе второй чеченской войны нет. Согласно официальной статистике Минобороны РФ на 2010 год, в 1999-2008 годах на Северном Кавказе погибли 3684 военнослужащих, еще 31 числятся пропавшими без вести. По данным МВД РФ на 2010 год, во время второй чеченской кампании погибли 2178 сотрудников органов внутренних дел.