Syriske tropper, støttet af den militante libanesiske gruppe Hizbollah, rykkede søndag ind i byen Qusayr.
Byen er yderst vigtig strategisk, fordi den forbinder landets hovedstad Damaskus med kysten og ligger tæt ved grænsen til Libanon.
Søndag morgen lokal tid begyndte regimet at bombardere byen med artilleri og militærfly. Få timer efter trådte regimets styrker ind i byens centrum, mens de viftede med syriske flag, fortæller en militær kilde til nyhedsbureauet AFP.
Kilden hævder, at 100 bevæbnede mænd er blevet dræbt under operationen.
Syrisk stats-tv roser militæret for deres aktion.
- Vore tapre soldater har gendannet sikkerheden og stabiliteten i Qusayrs rådhus og de omkringliggende bygninger. Og de vil fortsætte med at jage terrorister, lød det fra tv-stationen.
Syriske myndigheder bruger betegnelsen terrorister om de oprørere, der kæmper mod Assad.
Assads modstandere har kaldt regimets angreb på byen for "barbarisk og destruktiv", hvilket kan ødelægge planlægningen af en fredskonference, der bliver afholdt i første halvdel af juni.
Forud for fredskonferencen indkaldte Den Arabiske Liga torsdag til hastemøde, hvor det Syriske Nationale Råd (SNC), som er en oppositionskoalition, der kæmper imod præsident Bashar al-Assads regime, opfordrede til at "stoppe massakren i Qusayr".
Slaget om Qusayr kommer dagen efter, at landets præsident, Bashar al-Assad, fortalte medier, at han ikke har i sinde at give op trods det internationale pres.
/ritzau/AFP