कच्छच्या रणासंबंधी करार झाल्यावर स्वस्थ न बसता, पाकिस्तानने त्याच्या नियंत्रणाखाली असलेल्या काश्मीरच्या प्रदेशात काही तरुणांना लष्करी शिक्षण देऊन पथके तयार केली, तसेच पाकिस्तानी लष्कराच्या तीस हजार सैनिकांना काश्मीरमध्ये घुसखोरी करून लढाई करण्याचे शिक्षण देण्यात आले. पाकिस्तानने एक रेडिओ केंद्रही सुरू करून काश्मीरी लोकांना मुजाहिदांना मदत करण्याचे आवाहन केले. वरिष्ठ जातीच्या हिंदू लोकांनी दडपशाही चालवली आहे व दक्षिण भारतीय, शीख इत्यादीवर अन्याय चालवला असल्यामुळे त्यांनीही मदत करावी, असा प्रचाराचा रोख होता. नुसत्या प्रचारावर न थांबता, १९६५च्या ऑगस्टच्या पाच तारखेपासून पाकिस्तानी घुसखोर काश्मीरच्या काही भागात शिरायला लागले. त्यांना स्थानिक लोक मदत करून सादिक यांचे सरकार नष्ट करतील अशी पाकिस्तानची अपेक्षा होती, ती पुरी झाली नाही आणि पंचाहत्तर टक्के गनीम पकडण्यात भारतास यश आले. पाकिस्तानच्या संभाव्य हल्ल्यास कसे तोंड द्यायचे याची योजना शास्त्री व यशवंतराव यांनी लष्करी प्रमुखांशी चर्चाकरून जुलैतच निश्चित केली होती.
पाकिस्तानने केवळ घुसखोर पाठवून न थांबता जेव्हा नियंत्रण रेषा ओलांडली तेव्हा तिथवल, छंब इत्यादी भागात भारतीय सैन्याने पाकिस्तानी घुसखोर आणि त्यांना मदत करणारे पाकिस्तानी सैनिक यांना परतवून लावण्यात यश मिळवले. मग लष्करीदृष्ट्या काही महत्त्वाची ठाणी घेतली गेली. यांत हाजी पीरसारखी ठाणी होती. ज्या तळांचा उपोयग करून पाकिस्तानी घुसखोर भारतीय हद्दीत येत आहेत त्या तळांवर हल्ला करण्यात येईल अशी घोषणा पंतप्रधान शास्त्री यांनी लोकसभेत केली. मग पाकिस्तानने युद्धच सुरू केले. त्यांचे टँक काश्मीर व पंजाबचा भाग व्यापतील असे चित्र दिसू लागले तेव्हा हवाई दलाचा उपयोग केल्याशिवाय टँकचा मारा थोपवता येणार नाही, असे लष्करी अधिका-याने कळवताच सरसेनापतींनी तशी परवानशी मागितली आणि यशवंतरावांनी स्वतःच्या अधिकारात ती दिली आणि मग पंतप्रदानांना कळवले. त्यांनी केले ते बरोबर केले, असे शास्त्री यांनी मत दिले.
पाकिस्तानची चढाई वाढत गेल्यावर भारताने सरळ लाहोरच्या रोखाने जाण्याची योजना अमलात आणली. अयूब यांना हे अपेक्षित नव्हते. ते व भुत्तो अशी समजूत करून घेतली होती की, चीनबरोबरच्या युद्धात भारताला माघार घ्यावी लागल्यामुळे भारतीय सैन्याचे नीतिधैर्य खचले असणार व लष्कराची तयारीही झाली नसेल. शिवाय हिंदूंपेक्षा मुसलमान अधिक लढवय्ये आहेत असा त्यांचा एक आवडता सिद्धांत होता. नेहरूंनंतर आलेले लालबहादूर शास्त्री राजकीय दृष्ट्याही दुर्बळ असणार अशी अयूब यांची खात्री होती. पण यातले काहीच खरे नव्हते. अमेरिकन टँक वरचढ ठरतील हा विश्वासही खोटा ठरला. अमेरिकने दिलेले पॅटन टँक भारतीय सैन्याने निकामी करण्यात यश मिळवले. खेमकरण भागात मोठी लढाई झाली. भारताकडे ब्रिटिश सेच्युरिऑन या जातीचे टँक होते. त्यांनी उत्तम काम दिले. तसेच नॅट ही लढाऊ विमानेही ब्रिटिश होती व लहान होती पण त्यांची कामगिरी मोठी होती.
पाकिस्तान हे बगदाद व आग्नेय लष्करी करारात सामील असल्यामुळे, अमेरिका पाकिस्तानच्या मदतीला येण्यास बांधली आसल्याचा युक्तिवाद अयूब व भुत्तो अमेरिकन सरकारच्या प्रतिनिधींबरोबर बोलताना करत होते. पण हे करार कम्युनिस्ट देशांच्या आक्रमणास तोंड देण्यासाठी असून, अमेरिका पाकिस्तानला भारताबरोबर युद्ध करण्यासाठी लष्करी मदत देणार नाही, असे त्यांना उत्तर मिळत होते. उलट युद्ध सुरू होताच अमेरिकन सरकारने भारत व पाकिस्तान यांना दिली जाणारी आर्थिक मदत थांबवली व त्याचबरोबर पाकिस्तानची लष्करी मदतही बंद झाली. याचा पाकिस्तानला विशेष फटका बसला. या लढाईच ताळेबंद पाहिला तर पाकिस्तानला आधुनिक शस्त्रे देऊनही अमेरिकेने त्यास भारताचा पराभव करता येईल इतके प्रबळ बनवले नसल्यामुळे अमेरिकेची नाचक्की झाली. आपल्या लष्कराच्या तिन्ही दलांनी उत्तम कामगिरी केली आणि शास्त्री व यशवंतराव यांचे राजकीय नेतृत्व वरचढ ठरले. पाकिस्तानचा पुरता पराभव मात्र झाला नाही. आपली हानीही बरीच झाली. पण चीनच्या युद्धामुळे गेलेले नीतिधैर्य परत आले. त्या वेळी अयूब यांनी अमेरिकेच अध्यक्ष यांना पाठवलेले खलिते आणि पाकिस्तानातल्या अमेरिकन राजदूताशी झालेली त्यांची बोलणी; ही सर्व आता उपलब्ध आहेत. ती कागदपत्रे वाचल्यावर पाकिस्तान किती घाईला आले होते याची कल्पना येते. अमेरिकन तज्ज्ञांनीही लिहिले की, आणखी आठपंधरा दिवस युद्ध चालविणे पाकिस्तानच्या आवाक्याबाहेरचे होते. त्याची सामग्री संपत आली होती आणि सुटे भाग अगदीचे थोडे राहिले होते. औद्योगिक पाया नसल्यामुळे हे असे होणे अनिवार्य होते. अखेरीस २२ सप्टेंबरपासून शस्त्रसंधी अमलात आली. मग रशियाने तडजोडीची बोलणी करण्यासाठी मध्यस्थी करण्याकरता पुढाकार घेतला आणि ४ ते १० जानेवारी या काळात ताष्कंद इथे शास्त्री आणि अयूब यांच्यात बोलणी झाली. रशियन पंतप्रधान कोसिजिन यांनी जरूर पडेल तेव्हाच हस्तक्षेप केला आणि मग एक करार झाला. अर्थात दोन्ही पक्षांचे पूर्ण समाधान होणे शक्य नव्हते व तसे ते झाले नाही. परंतु लालबहादूर शास्त्री यांचे ताष्कंद इथे आकस्मिक निधन झाले आणि ताष्कंदनच्या बैठकीस हजर असलेल्या यशवंतरावांवर, शास्त्रीचा मृतदेह स्वदेशी परत आणण्याची वेळ आली.