但双方对这个方案都难以接受，阿族坚持要最终走向独立，并且不愿解除武装，南联盟则不同意科索沃获得自治共和国的地位，亦反对北约部队进驻科索沃。但是，主持谈判的美国和北约表示，这个方案的80%内容不许改变，必须接受，否则拒绝的一方将受到惩罚，其中对南联盟而言将遭到北约的军事打击。在谈判陷入僵局后曾一度休会，3月15日复会，阿族代表于18日签署了协议，但塞尔维亚方面仍然拒绝签字。3月19日，北约向南联盟发出最后通牒。3月24日，北约发动了对南联盟的空中打击，科索沃战争爆发。
与海湾战争不同，北约这次战争行动没有得到联合国安理会的授权，违反了《联合国宪章》，在国际关系史上开创了一个危险的先例，因此受到世界舆论的广泛批评。
美国为首的北约凭借占绝对优势的空中力量和高技术武器，以大规模空袭为作战方式，对南联盟的军事目标和基础设施进行了连续78天的轰炸，给南联盟造成了重大财产损失和环境破坏，也造成了许多无辜平民（包括阿族难民）的伤亡。5月8日，北约战机用导弹袭击了中国驻南联盟大使馆，导致三人死亡、多人受伤和馆舍的毁坏，制造了世界外交史上罕见的重大事件，严重侵犯了中国的主权，激起了中国人民的极大愤慨。