就在北约刚刚开始进入第二阶段的空袭时，27日晚9时，一架美国最尖端的武器F-117A隐形战斗轰炸机被击落。被击落的飞机来自美国空军新墨西哥州第82中队，飞机编号为806F-117A“夜鹰”隐形战斗机，它是美国空军的骄子，美国空军总共才有59架。F-117A首次用于实战是在1990年美军入侵巴拿马的行动，当时共出动了6架。在海湾战争中，45架F-117A在一个多月的空中打击中，共执行1271架次轰炸任务，投掷了约2000吨精确制导炸弹，本身无一损伤，创造了一个神话。然而，随着“夜鹰”的坠落，神话已不再存在。
4月3日，北约开始轰炸贝尔格莱德市区。位于贝尔格莱德市区内使馆附近的南联盟和塞尔维亚共和国内务部大楼分别被巡航导弹击中。坐落在内务部大楼附近的包括全国最大的综合性医院塞尔维亚医疗中心和全国最大的妇产医院在内的25个医疗设施，侥幸未受到明显损坏。这是第二次世界大战结束后第一个被轰炸的欧洲城市。当天，克拉克声称，这次“轰炸贝尔格莱德市中心的模式”，就是今后“轰炸南联盟的模式”。
转眼间，第二阶段的空袭已经过去了18天，米洛舍维奇没有一点服软的迹象，南斯拉夫人反倒更强硬了。4月12日，有15个欧盟成员国领导人云集布鲁塞尔，分析形势，商讨对策。
美国总统克林顿4月13日在白宫声称，从这天开始，北约对南联盟的空袭将进入第三阶段，北约将出动更多的战斗机参加轰炸。同一天，北约盟军司令克拉克在布鲁塞尔宣布，他已要求美国国防部增派300架飞机，其中包括12架F-117A隐形战斗机，参加对南的空袭行动。至此，北约部署在南联盟周围的战机将增加到近1000架，比3月24日空袭开始时的数字翻了一番多。与此同时，北约战机加大了带有放射性弹头的炸弹和导弹的使用量。
此后，北约成员国均对科索沃战争表现出积极态度，同时采取各种措施进行外交努力。意大利利用宗教势力操控米洛舍维奇，把阿族头目鲁格瓦推了出来；德国外交部长、绿党领袖排除众议，同意扩大战争；芬兰总统阿赫蒂萨里在欧洲进行外交斡旋，迫使米洛舍维奇接受俄罗斯等西方国家提出的和平计划。
尽管如此，军事行动仍然起着关键性的作用。
在这一阶段中，北约对南联盟境内的所有目标进行了24小时不间断的轰炸。这些目标包括雷达、导弹、空军基地，防空、指挥和控制系统，地面武装部队、各种类型的重武器以及运输工具、国家的通信、运输、公路、机场、桥梁、工厂等基础设施和生产设施；国家政府部门机关所在地，甚至包括南联盟总统府。
这一阶段的显着特征是，北约加大了对民用目标，尤其是关系到南联盟国计民生的设施的打击力度。
5月2日，以美国为首的北约国家使用了一种“新式秘密炸弹”，对南联盟境内的供电系统进行大规模轰炸，造成南境内70％以上的地区停电。事实上，这种“秘密炸弹”是“石墨炸弹”，这种炸弹呈圆棒形，大小如保温杯，里面装有多个缠绕在石墨轴棒上密密麻麻的细细的碳丝球。石墨炸弹在高压输电站上空炸开后，一团团的导电碳丝球撒向电网，使得高压电路短路，从而造成了广大地区停电。
空袭在不断升级，时间在继续拉长。包括科索沃在内的南斯拉夫人看不到一线和平的光亮。由于以美国为首的北约从空袭一开始就没有得到国际社会的支持，战争开始后他们又不断地犯错误，因此世界舆论越来越对以美国为首的北约不利。看来，美国似乎是坚持不下去了，克林顿对解决科索沃危机表现无能为力的样子。
就在克林顿感到一筹莫展之时，俄罗斯总统叶利钦的特使切尔诺梅尔金来到美国，他给克林顿带来了他与米洛舍维奇会晤的情况。
5月5日，切尔诺梅尔金在白宫会见克林顿时说，科索沃冲突接近于外交解决。克林顿听了这话很高兴，他说，如果南联盟接受北约的基本条件，北约愿意暂停轰炸。这是自开战以来第一次听到美国官方的可“暂停轰炸”的说法，因此让人立即产生了和平幻想。但克林顿接着又说，他需要得到证实，被俘美国士兵要得到释放，而且寻求谈判只是改变科索沃阿族人总体政策的一部分。
会晤之后，克林顿提议立即召开西方7国外交部长会议，并邀请俄罗斯外交部长参加。为了使这次外长会议能有满意的成果，他还特意安排了一次欧洲之行，与欧洲盟友们探讨解决科索沃危机的原则方案。
5月6日，8国外长云集德国波恩，召开紧急会议，经过反复磋商，就解决科索沃危机达成一致。会议结束时，8国外长发表了5点声明。这5点声明是：一、八国外长接受科索沃危机政治解决的如下总原则：立即停止科索沃的暴力活动和镇压；从科索沃撤出军队、警察和准军事部队；在科索沃部署有效的国际武装和安全存在，在这方面必须得到联合国的赞同和认可，它们应保证能实施上述原则；联合国安理会应决定在科索沃建立过渡性的管理机构，从而保证科索沃全部居民过上和平和正常生活；让所有难民和被驱逐者安全和自愿地返回家园，人道救援组织应不受限制地进入科索沃；开始在科索沃实施充分自治的政治进程，这一进程应考虑到朗布依埃协议和南斯拉夫联盟共和国以及这一地区其他国家的主权和领土完整的原则，“科索沃解放军”应该非军事化；全面研究危机地区的经济发展和稳定问题。二、为了实现上述原则，八国外长委托其政务负责人准备一项联合国决议草案。三、政务负责人将就解决科索沃危机的后续具体步骤制定出一项时间表。四、会议主席将向中国领导人通报今天会议的结果。五、八国外长将就审查实施情况继续举行会晤。
在8国外长5点声明发表之时，白宫同时宣布：轰炸不会停止。不仅如此，在美国国内还在争论是否派地面部队问题。有人说，8国外长的声明还只是一个解决科索沃问题的原则意见，离真正解决问题还差十万八千里呢！不派地面部队，战争是不会结束的。
在派地面部队方面，虽然舆论已造了不少，但美国及其盟国都不敢贸然迈出这一步。军事专家分析，北约要占领科索沃，需要7.5万人的兵力，而要控制南斯拉夫最少得20万人的部队。
这是克林顿总统不敢轻易作出的决策。而且有人早就警告说，如果美国硬要派遣地面部队，等着它的将是“第二个越南”，而“越南战争”在美国至今仍是一个挥之不去的梦魇。
但是，在空袭了40多天之后，关于派遣地面部队的议论又多了起来。出头的是英国首相布莱尔，但他孤掌难鸣。克林顿迟迟不明确表态，最多只是说“不排除任何选择的可能性”。因此，他们只能寻求政治解决科索沃危机的途径。
以美国为首的北约动用了最新式的武器，花费了两个月时间也没能制服一个小国，反而落到进也难、退也难的境地，连西方舆论也认为这是很丢脸的事。
华盛顿的一家思想库以“寻找体面的出路”为主题，展开了好一番讨论。其占上风的看法是：出路是会有的，但要体面则很难。
6月3日，芬兰总统阿赫蒂萨里经贝尔格莱德来到科隆，准备向在那里开会的他的欧盟同行们报告：米洛舍维奇已接受了俄罗斯和西方国家提出的和平计划。他一走下车，等在那里的德国总理施罗德就上前同他紧紧拥抱。这位芬兰总统很可能没有料到会受到这种欢迎。施罗德说：“对欧洲来说，包括对南斯拉夫人民来说，这是个好日子。”当然，和平尚需争取，但通过这些事人们毕竟发现，政治欧洲已开始诞生了。
到这时，科索沃问题才回到了联合国。6月11日，联合国召开安理会，以14票赞成1票弃权的表决结果，通过了由西方7国和俄罗斯共同提交的科索沃问题决议草案。联合国秘书长安南称，“这个决议使人看到了结束巴尔干历史上黑暗和凄惨一章的开始”。
根据8国外长会议提供给联合国安理会的决议精神，南联盟已于6月9日在撤军协议上签了字，并从10日开始撤军。这一天，北约确认南联盟撤军开始，宣布暂停轰炸。6月20日，北约秘书长索拉纳宣布，由于南联盟军队和警察4.1万人已经全部撤出科索沃，北约正式停止对南联盟的轰炸。至此，进行了80多天的科索沃战争宣告结束。
轰炸结束了，包括科索沃在内的南斯拉夫重新享受着和平。
世界一切正义的人们面对以美国为首的北约的狂妄行动不禁要问，美国和北约究竟要干什么。对此，克林顿早在1997年的《新世纪国家安全战略报告》
中早已作了回答。此报告所提出的新战略构想，就是要使美国不仅始终保持强大的军事实力，而且要加快新军事革命的步伐，确保21世纪美国世界第一的优势地位。一句话，就是要称霸世界。
克林顿的梦想能如愿以偿吗？常识告诉人们，一时强弱在于力，千古胜负在于理。以美国为首的北约推行“新炮舰政策”，危及世界和平与地区安全，遭到世界上一切爱好和平的国家和人民的反对，是不得人心的，他们要称霸世界的美梦也是永远不能得逞的。
以美国为首的北约在对南联盟实施狂轰滥炸的时候，对中国驻南大使馆进行了导弹袭击，因此引起了中国人民的极大愤慨，给中美关系带来了极大损害。
当天晚8时30分（北京时间28日3时30分），北约秘书长索拉纳与北约各成员国代表磋商后，下令对南联盟的攻击进入第二阶段。与此同时索拉纳对北约盟军司令克拉克授权，克拉克获得了对南联盟发动攻击的自由。
这是一个扩大攻击范围的决定。根据北约秘书长索拉纳向北约盟军司令克拉克下达的命令，北约开始对南联盟进行24小时不间断空袭，重点加强了对南联盟武装力量的直接打击。同时，美国总统克林顿就F-117隐形飞机被击落发表声明，表示坚决支持北约秘书长索拉纳作出的扩大对南联盟攻击范围的决定。
尽管空袭升级，仍然没有好的选择，令美国政府最担心的事成为事实：米洛舍维奇比任何人想象的都顽强。从表面上看，政府团结一致，但是五角大楼和中央情报局不声不响地与克林顿造成的“无过失摧毁”保持距离。现在军方的上层领导忧郁地坚持说，他们警告过，光靠空袭是不行的。实际上，当轰炸开始时，参谋长联席会议的成员也没有像以往那样到五角大楼的会议室监视轰炸开始的情况。
这没有什么奇怪的。主要的问题是为什么外交那么无效，米洛舍维奇为什么那么难对付。但情况并不总是这样。克林顿可能把塞尔维亚独裁者比做希特勒，但去年秋天霍尔布鲁克发现他愿意（尽管有些勉强）谈判。在当时称为小规模刺激性打击的威胁下，米洛舍维奇同意在继续就科索沃自治进行会谈期间，对科索沃采取国际维和行动并撤出他的部队。