Иловайск — заявление об участии российских войск
В украинских и части западных СМИ были сообщения о прямом участии российских Вооружённых сил в боях за Иловайск. Выжившие украинские военные также заявляли The Guardian, что в «Иловайском котле» против них воевали регулярные части российской армии.
28 августа 2014 года Президент Украины Пётр Порошенко обвинил Россию в открытом военном вторжении в Донбасс и отменил из-за этого визит в Турцию.
25 августа СБУ заявила о задержании днём ранее в Амвросиевском районе Донецкой области десяти российских военнослужащих-контрактников 331-го полка 98-й Свирской дивизии Воздушно-десантных войск РФ (в/ч 71211), которые по данным ведомства «преступно ворвались на территорию Украины» и были задержаны неподалеку от посёлка Дзеркальное, в 20 км от границы с Россией. Как отметили в ведомстве, они задержаны с личными документами и оружием, далее были опубликованы имена и фотографии задержанных, а также видеоролики с их допросом. По их показаниям, батальон десантников 23 августа был передислоцирован железнодорожным транспортом в Ростовскую область, а в 3 часа ночи 24 августа подразделение было поднято по тревоге и получило приказ осуществить марш в составе колонны из нескольких десятков БМД. Позднее Министерство обороны России сообщило о том, что военнослужащие участвовали в патрулировании участка российско-украинской границы, и пересекли её, вероятно, случайно на необорудованном немаркированном участке. В свою очередь десантники на пресс-конференции в Киеве заявили, что не имели намерений пересекать российско-украинскую границу, а заместитель командира взвода 331-го полка 98-й Свирской дивизии Воздушно-десантных войск Вооружённых сил РФ сержант Владимир Завостеев сообщил, что их БМД, находясь на учениях, отстала от колонны после того, как получила приказ найти другую отставшую от колонны машину, и, не имея карт местности, заблудилась, после чего, по его словам, попала под артиллерийский обстрел украинских военных, где ранило водителя. Завостеев также отметил, что из-за тяжёлого ранения водителя было принято решение возвращаться в том же самом направлении «откуда прибыли», а по пути им встретились украинские военнослужащие, которые оказали медицинскую помощь раненому. Кроме того, он указал на то, что во время марша у десантников не было приказов открывать огонь и оружие было не заряжено. 31 августа после переговоров президентов России и Украины в Минске военных передали РФ.
27 августа СБУ объявила о задержании российского солдата Петра Хохлова. На опубликованной СБУ видеозаписи он утверждает, что является рядовым 9-й отдельной мотострелковой бригады, дислоцированной (в 2014 году) в Нижнем Новгороде. Принятый на срочную службу 22 мая 2013 года, через 9 месяцев он подписал контракт о прохождении службы в 9-й бригаде. Спустя два месяца его батальон был поднят по тревоге и отправлен в Ростовскую область, где часть расположилась в лесу. 8 августа Хохлов с сослуживцем Русланом Гарафиевым узнав о вознаграждении, которое якобы получают «ополченцы», решил самовольно покинуть часть и присоединиться к ним. Оказавшись в Луганской области, у села Новосветловка 27 августа он попал в руки украинских военнослужащих. Родные Хохлова пытаются выяснить судьбу задержанного, в военкомате им заявили, что тот покинул расположение части. 8 января 2015 года журнал The New York Times Magazine сообщил, что Хохлов был 21 сентября 2014 передан в ДНР в рамках обмена пленными.
По данным Службы безопасности Украины было задержано 4 военнослужащих РФ, принимавших участие в боях за Иловайск: Иван Александрович, родился в 1988 году в Вологде, военнослужащий части № 54096, 6-я отдельная танковая бригада; Евгений Юрьевич, родился в 1995 году в Калуге, военнослужащий части № 54096, 6-я отдельная танковая; Никита Геннадьевич, родился в 1993 году в Ярославле, 31-я одшбр, часть № 73612; Евгений Ашотович 1994 года рождения, часть № 73612, 1-я гвардейская отдельная 57 бригада.
Также в докладе Бориса Немцова «Путин. Война: независимый экспертный доклад» были опубликованы и другие свидетельства участия российских войск, в том числе и в переброске в Донбасс техники и систем залпового огня «Град», БМП-2, БТР-80. Российские власти, в свою очередь, отвергали заявления об участии российских войск в конфликте.
По словам начальника Генерального штаба Виктора Муженко, подтвержденные данные о появлении российских регулярных войск под Иловайском появились только 25—26 августа. До этого лишь поступали данные о появлении частей без знаков воинского различия.
Сведения об участии в боях за Иловайск российских военнослужащих содержатся в отчёте от 20 октября 2014 года временной следственной комиссии Верховной Рады под руководством Андрея Сенченко и отчёте комиссии.
5 августа 2015 года Служба безопасности Украины заявила об участии 3,5 тысяч российских военных в боях под Иловайском, а Главная военная прокуратура — об участии 3-х российских батальонно-тактических групп, 60 танков, 320 боевых машин и 60 артиллерийских орудий.
13 августа 2015 представитель Центрального научно-исследовательского института Вооруженных Сил Украины заявил, что в боях за Иловайск участвовали более 4000 военных Российской Федерации.
19 октября 2015 Министерство обороны Украины обнародовало детальный анализ боевых действий в районе Иловайска (Донецкая область) с хронологией на 24—29 августа 2014 года. По данным Минобороны, после того, как по позициям 5-го батальона территориальной обороны у границы с РФ на рубеже Кутейниково — Мокроеланчик был открыт огонь с территории России, подразделение самовольно оставило свои позиции и отступило к месту постоянной дислокации в Ивано-Франковской области, тем самым обнажив правый фланг украинской обороны. В образовавшийся открытый участок обороны через государственную границу Украины вошли подразделения ВС РФ. По оценке британского военного аналитика Пола Робинсона, в августовских боях участвовали от одной до трёх тысяч военнослужащих российской армии. Вместе с тем, британский профессор Ричард Саква, как специалист по современной европейской политике, отметил, что скептицизм, с которым были восприняты сообщения об очередном «незримом» российском участии приобрёл характер вполне естественной реакции. По его мнению атлантические державы сильно недооценили самостоятельный характер Донбасского сопротивления переложив всю ответственность на российскую власть. В этом вопросе работа разведывательных организаций стран НАТО оказалась шокирующе примитивной и слишком доверчивой по отношению к «социальным сетям и здравому смыслу».