10·26 이후 민주화에 대한 기대가 커졌지만(‘서울의 봄’), 1979년 12월 12일 보안사령관 전두환과 노태우 등 군 내부 사조직 하나회 중심의 신군부가 상관인 계엄 사령관을 강제로 연행하며 군권을 장악했다. 대법원은 1997년 이를 군사 반란으로 판결했다. 1980년 5월 17일 신군부는 비상계엄을 전국으로 넓히고 김대중 등 정치인을 체포했다.
5월 18일 광주에서 계엄 해제를 요구하던 학생들을 공수 부대가 과잉 진압하자, 이를 본 시민들이 함께 일어섰다. 5월 21일 전남도청 앞에서 계엄군이 시민들에게 집단 발포했고, 시민들은 무기를 들고 계엄군을 시 밖으로 몰아낸 뒤 스스로 질서를 지켰다. 5월 27일 새벽 계엄군이 도청을 무력으로 진압하면서 열흘간의 항쟁이 끝났다.
1995년 검찰 발표로 확인된 사망자는 민간인 166명을 포함해 193명이었고, 이후 조사에서 행방불명자와 부상자 등 피해가 더 확인되었다. 신군부는 이후 전두환을 대통령으로 세웠다. 1995년 5·18 특별법이 만들어지고, 1997년 대법원은 전두환·노태우 등에게 군사 반란과 내란 등의 죄로 유죄를 확정했다. 5·18 민주화 운동은 1997년 국가 기념일이 되었고, 관련 기록물은 2011년 유네스코 세계기록유산에 올랐다.