Letiště Antonov vzdálené pouhých 12 kilometrů severozápadně od centra ukrajinské metropole hrálo v plánech Rusů zásadní roli. V prvních hodinách agrese 24. února 2022 se ho měli zmocnit elitní výsadkáři. Pomoci zajistit letiště měly i mechanizované síly, které postupovaly k metropoli z Běloruska a z Ruska podél řeky Dněpr. Ruská armáda by přistávací a vzletovou plochu následně využila pro letecký most, aby podpořila rychlé obsazení Kyjeva. Ten měl padnout maximálně do čtyř dní a v zemi by byl poté zaveden proruský režim.
Prezident Vladimir Putin si sice přál rychlý převrat, pro jeho výsadkáře ale akce znamenala výrazné riziko. Nebyli na ni připravováni a o svém úkolu se dozvěděli na poslední chvíli. Naproti tomu Ukrajinci zase očekávali útok spíše na Donbase než rozsáhlou invazi do celé země a podle toho rozmístili své jednotky. Obě strany tak situace překvapila.
Rusové na letiště zaútočili s 34 vrtulníky, které přepravovaly stovky ruských výsadkářů. Obranu ten den zajišťovalo přibližně 200 vojáků ze 4. brigády rychlé reakce ukrajinské Národní gardy. Nicméně v tu chvíli tvořili jednotku z velké části branci a vojáci z týlu vyzbrojení ručními zbraněmi, přenosnými raketovými systémy protivzdušné obrany Igla a protiletadlovými děly ZU-23-2. Do vzdušných soubojů mohly být vyslány dva bombardéry Su-24M a dvě stíhačky Mig-29. Na této malé skupině ležela obrovská odpovědnost.
Útok zahájily dvě řízené střely 3M14 Kalibr. Obě ale minuly cíle, jedna z nich skončila v poli. Vrtulníky zatím letěly nízko za Dněprem, aby se vyhnuly všem ukrajinským radarům, které Rusové nestačili vyřadit z provozu. Jenomže agresor v den útoku dokázal zasahovat hlavně statické cíle, s mobilní protiletadlovou obranou, jako byly systémy S-300PS/PT, si nevěděl rady. Ještě než vrtulníky dorazily k letišti, Ukrajinci dva z nich sestřelili.
Kolem 11. hodiny dopoledne se útočná formace přiblížila k letišti u Hostomelu. Útočné vrtulníky se rozestoupily na sever, aby zasáhly cíle na letišti. Dopravní vrtulníky zamířily na jih, měly jistit kasárny a zázemí letiště. Ukrajinský velitel, major Vitalij Rudenko, o blížícím se nepříteli nevěděl, dokud neuslyšel zvuk rotorů. O několik minut později Rusové vypustili střely a zahájili z útočných vrtulníků kulometnou palbu.
Agresoři však čelili tužšímu odporu, než očekávali. Rudenko nasadil své skromné síly na obranu letiště již brzy ráno. Ukrajinská armáda rovněž přesunula na plochu letiště velké nákladní automobily a další vozidla, aby bylo nepoužitelné pro přistání letadel s pevnými křídly. Když jeden z útočných vrtulníků KA-52 Aligator prováděl nálet, jeden z Ukrajinců ho trefil systémem Igla, Rusové s ním přistáli na ploše a náhodně si tím vytvořili další překážku. Během následujících dvou hodin obránci Národní gardy zřejmě sestřelili další dva vrtulníky KA-52 a jeden Mi-8.
Navzdory odporu Rusové nakonec na letišti vysadili zhruba 300 výsadkářů vyzbrojených pouze ručními zbraněmi, kulomety a ručními protitankovými zbraněmi. Letiště neposkytovalo agresorům dostatečné krytí a jejich počet byl pro ovládnutí letecké základny takové velikosti malý. Ukrajincům ale docházelo střelivo, tak se v podstatě bez úhony stáhli. Jen asi dvacet branců střežících radar na severním konci však takové štěstí nemělo a upadli do zajetí.
Kolem 13. hodiny, téměř dvě hodiny po začátku bitvy, Rusové konečně zajistili letiště. Postrádali ale tanky a dělostřelectvo, vrtulníky odletěly a mechanizované pozemní posily ze severu mezitím uvízly na cestě. Na letiště teď mířilo tisíc ruských vojáků v 18 dopravních letadlech Iljušin-76. Letadla se ale v polovině cesty obrátila zpět. Jednalo se o klíčový okamžik, tvrdili s odstupem více než roku v létě 2023 vojenští analytici Liam Collins, Michael Kofman a John Spencer. Rusy k obrátce donutili nejen Ukrajinci, kteří soustředili na přistávací plochu dělostřelecké útoky, aby byla nepoužitelná. Rusové se kvůli zbývající protivzdušné obraně zřejmě obávali ztráty Iljušinů poté, co během prvního útoku ztratili odhadem 7 vrtulníků.
Ukrajinské velení okamžitě nařídilo protiútok s cílem dobýt letiště zpět. Začal s podporou dělostřelectva a bombardérů Su-24 krátce před západem slunce. Ukrajinští vojáci později vypovídali, že ruští výsadkáři nedokázali zaujmout dobré obranné pozice a poměrně snadno se je dařilo vytlačit. Jeden z Ukrajinců popsal boj jako hraní videohry: "Prostě je střílíme a vytlačujeme z pozic mimo letiště".
Před svítáním Ukrajinci hlásí, že po zabití mnoha výsadkářů letiště znovu dobyli. Zbytek agresorů se stáhl do lesů na západ od letiště. Jenže Ukrajincům chyběla bojová síla k udržení letiště a věděli, že se ruské mechanizované posily blíží ze severu, a tak se stáhli. Při ústupu však pomocí dělostřeleckého a leteckého bombardování zničili přistávací dráhu. Následujícího rána, 25. února, se na letiště dostaly ruské pozemní síly a znovu převzaly kontrolu.
Bitva u Hostomelu byla pravděpodobně nejkritičtější bitvou dosavadní rusko-ukrajinské války, tvrdí výše citovaní analytici. Rusové se nedokázali přizpůsobit a drželi se původního plánu zaútočit z Hostomelu. Nepodařilo se jim ale dokončit obklíčení města, což umožnilo ukrajinským silám posílit Kyjev. Tady se rozhodlo, že "speciální vojenská operace" nebude trvat tři dny.
Během následujícího měsíce ukrajinské síly postupně útočily na ruské jednotky a nakonec zdecimovaly nejlépe vycvičené složky ruského výsadku, speciálních jednotek a speciálních sil. Dne 25. března ruská armáda oznámila stažení z Kyjeva (aniž by vůbec pronikla za hranice města) a 1. dubna se ruské síly stáhly z Hostomelu a vzdaly se svého cíle zmocnit se hlavního města a rychle vyhrát válku. Do 6. dubna se ruské síly z Kyjevské oblasti zcela stáhly. Nedostatek vycvičené pěchoty a ztráty utrpěné v prvních týdnech války budou mít trvalý dopad na ruské tažení v roce 2022, které trpělo strukturálním nedostatkem živé síly, zejména sil schopných bojovat v městském terénu.
