警察 は 情報 分析 の 結果 、 3 階 に 犯人 グループ 、 2 階 に 人質 が 監禁 さ れ て いる と 判断 し 作戦 を 立案 し た 。

そこで 破壊 目標 は 山荘 3 階 と 2 階 を 結ぶ 階段 と し 、 3 階 の 犯人 達 が 人質 の いる 2 階 （ 実際 は 人質 も 3 階 に い た ） へ 降り られ なく する ため に 、 まず 階段 のみ を 限定 的 に 破壊 し た 。

また 、 下 から は 1 階 を 警視庁 九 機 、 人質 が いる と 思わ れる 2 階 を 長野 県 機 の 特別 に 選抜 さ れ た 各 決死 隊 の 担当 で 、 予め 山荘 下 の 入口 から 突入 さ せ て 人質 救出 ・ 犯人 検索 を 実施 という 手筈 だっ た 。

しかし 、 実際 に は 人質 は 3 階 で 犯人 と共に おり 、 また 、 山荘 破壊 途中 に クレーン の 鉄 球 も 停止 し て 再始動 不能 に なっ て しまい 、 作戦 の 変更 を 余儀なく さ れ た 。

まず 、 防弾 改造 し た クレーン 車 に 釣っ た 重 さ 1 トン の 鉄 球 にて 犯人 が 作っ た 山荘 の 銃眼 の 破壊 を 開始 。

直後 に 二 機 が 支援 部隊 の ガス 弾 、 放水 の 援護 を 受け ながら 犯人 グループ が 立てこもる 3 階 に 突入 開始 （ 1 階 に 九 機 、 2 階 に 長野 県 機動 隊 が 突入 し た が 犯人 は い なかっ た ） 。

それ に対し 、 犯人 側 は 12 ゲージ 散弾 銃 、 22 口径 ライフル 、 38 口径 拳銃 を 山荘 内 から 発砲 し 抵抗 し た 。

突入 し た 二 機 四 中隊 （ 中隊 長 ・ 上原 勉 警部 ） は 築か れ た バリケード を 突破 し つつ 犯人 グループ が 立てこもる 部屋 に 接近 し た 。

作戦 は 当初 順調 に 進ん だ が 、 作戦 開始 から 1 時間 半 後 から 2 時間 後 にかけて 、 鉄 球 攻撃 及び 高圧 放水 攻撃 の 現場 指揮 を 担当 し て い た 特車 中隊 長 ・ 高見 繁光 警部 、 二 機 隊長 ・ 内田 尚孝 警視 が 犯人 から の 狙撃 を 頭部 に 受け { refnest | group = 注釈 | 犯人 は 殺傷 性 を 高める ため に 頭部 を 狙う だけ で は なく 、 眼 部 を 狙っ て い た 。

その他 、 ショック による 隊員 達 の 混乱 、 犯人 側 の 猛 射 、 クレーン 車 鉄 球 の 使用 不能 等 が 重なり 、 作戦 は 難航 し た 。

内田 機 隊長 が 撃た れ た 後 に 警察庁 から 拳銃 使用 許可 が 下り た ものの 、 現場 の 混乱 も あっ て 命令 が 伝達 さ れ ず 、 結局 数 名 の 隊員 しか 発砲 し なかっ た （ 威嚇 発砲 の ため 犯人 に は 当たら ず ） 。

その後 、 犯人 側 は 鉄 パイプ 爆弾 を 使用 する など し て 隊員 達 の 負傷 者 は 増え た 。

また 、 放水 の 水 が 山荘 中 に かかっ た 事 から 、 夜 を 越す と 犯人 と 人質 が 凍死 する 危険 が あっ た ため 、 当日 中 の 人質 救出 ・ 犯人 検挙 を 決定 し た 。

作戦 開始 から 7 時間 半 後 の 午後 5 時半 から 、 放水 によって 犯人 が 立てこもる 部屋 の 壁 を 破壊 する 作戦 が 取ら れ 、 午後 6 時 10 分 、 九 機 隊長 ・ 大久保 伊勢 男 警視 から 一斉 突入 の 命令 が 下り 、 数 分の 後 、 犯人 全員 検挙 、 人質 無事 救出 と なっ た 。

逮捕 時 、 犯人 側 に は 多く の 銃砲 や 200 発 以上 の 弾丸 、 水 で 濡れ て 使用 不能 に なっ た 3 個 の 鉄 パイプ 爆弾 、 M 作戦 （ 銀行 強盗 ） など で 収奪 し た 75 万 円 の 現金 が 残っ て い た 。

事件 収束 まで の 犠牲 者 は 、 警視庁 の 高見 繁光 警部 （ 二 階 級 特進 ・ 警視 正 ） と 内田 尚孝 警視 （ 二 階 級 特進 ・ 警視 長 ） の 2 人 、 そして 「 犯人 を 説得 し て 人質 を 解放 する 」 という 意思 で 山荘 に 近づい た 民間 人 1 人 が 死亡 し た 。

人質 の 無事 救出 が 最 重要 目的 で あり 、 かつ 犯人 を 生け捕り に する 方針 で あっ た 。

仮に 犯人 を 射殺 し た 場合 「 殉教者 」 として 神格 化 さ れ 、 他 の 集団 に 影響 を 与える と 考え られ た ため で ある 。

さらに 、 1970 年 の 瀬戸内 シージャック 事件 において 犯人 を 射殺 し た 警察官 が 、 自由 人権 協会 所属 の 弁護士 から 殺人 罪 等 で 告発 さ れ た こと へ の 憂慮 も あっ た 。

また 、 犯人 たち は 警察 の 要求 を 一切 聞き入れ ず 、 かつ 一切 の 主張 や 要求 を し なかっ た ので 、 警察 は 人質 の 安否 すら 把握 でき なかっ た { refnest | group = 注釈 | 人質 は 夫 に 安否 を 知らせ たい 旨 を 犯人 に 伝え た が 、 犯人 から は 「 警察 は 盗聴 によって 人質 の 無事 を 確認 し て いる 」 として 拒否 さ れ て い た 。