Le 2 janvier 2009, suite à un différend entre l'Ukraine et Gazprom sur le prix à payer en 2009 et faute de paiements d'une partie des livraisons de 2008, Gazprom a réduit, puis stoppé les livraisons du gaz naturel à l'Ukraine. En conséquence, des pays membres de l'Union européenne (UE) reçoivent moins de gaz naturel en provenance du réseau gazier de Gazprom, lequel transite en grande partie par l'Ukraine. La Russie accuse l'Ukraine de voler le gaz destiné à l'Europe pour compenser les coupures des approvisionnement qu'elle subit et tente d'augmenter le débit des gazoducs qui passent par la Biélorussie et la Turquie.. Le réseau ukrainien est stratégique pour l'UE, car l'approvisionnement en provenance de la Russie (fournisseur à hauteur de 40% de l'UE) transite à 80 % par l'Ukraine. La Hongrie a subi une baisse d'approvisionnement de 10 millions de m³, sur un total habituel de 42 millions de m³, alors que la Pologne a pu compenser ce manque en ayant recours à un autre fournisseur de gaz naturel. Également, la Roumanie a subi une baisse du volume de livraison de 30 % à partir du 3 janvier en soirée et la Bulgarie de 10 à 15 % à partir du lendemain.
Le 6 janvier 2009, plusieurs pays de l'UE n'ont pas reçu de gaz en provenance de Gazprom, dont la Hongrie (dépendante à 65 %), la Grèce (81 %) et la Bulgarie (90 %). Quatre pays des Balkans ne reçoivent plus rien : Croatie, Bosnie-Herzégovine, Serbie et Macédoine, alors que la Pologne, l'Autriche, la Slovaquie, la Slovénie et la Roumanie ont subi d'importantes baisses de volume. Les pays d'Europe occidentale sont aussi touchés : la France a subi une baisse de plus de 70% (mais elle ne dépend qu'à hauteur de 15% de gaz russe) et l'Italie de 90 %.
Le 7 janvier, Gazprom a cessé d'approvisionner l'ensemble du réseau de gazoducs ukrainien alimentant l'Europe, accusant l'Ukraine de détourner du gaz qui y circulait jusqu'alors, accusation étayée selon Gazprom par des relevés faits par la Société générale de surveillance. L'Ukaine rejette cette accusation, mais refuse cependant d'octroyer l'accès des experts indépendants aux compteurs de gaz sur son territoire. Gazprom a fait appel à des observateurs internationaux afin de contrôler les livraisons de gaz.
Un accord sur le règlement du différend entre la Russie et l'Ukraine a été signé, d'abord par la Russie et l'UE samedi 10 janvier, puis par l'Ukraine et l'UE pendant la nuit du 10 au 11 janvier. Cependant, constatant l'ajout par Kiev, après la signature par Moscou, d'une annexe à cet accord, le président russe, Dmitri Medvedev, a déclaré comme « nul et sans valeur » cet « accord », suivi en ceci par son premier ministre, Vladimir Poutine. L'Ukraine a cependant fait marche arrière lundi 12 janvier, acceptant de signer l'accord sans les ajouts qu'elle y avait faits.
Le 13 janvier 2009, malgré l'accord signé par l'Ukraine et Gazprom ainsi que la présence d'experts européens pour confirmer le transport du gaz via l'Ukraine, le transit du gaz naturel vers les pays européens n'a pas repris. La société ukrainienne Naftogaz a admis avoir bloqué le transit en affirmant que Gazprom avait imposé des « conditions de transit inacceptables ».
Selon l'estimation du président russe Dmitri Medvedev, Gazprom a perdu 1,1 milliard USD de chiffre d'affaires depuis le 1er janvier 2009 en raison de la crise avec l'Ukraine. Il a par ailleurs appelé à un sommet extraordinaire des pays impliqués ou touchés par ce conflit gazier.
Le 17 janvier 2009, le transit du gaz russe par l'Ukraine était toujours empêché par l'Ukraine.
Le même jour, le premier ministre de la Russie, Vladimir Poutine, et le premier ministre de l'Ukraine, Ioulia Tymochenko, se sont rencontrés à Moscou dans le but mettre un terme au conflit. La rencontre a abouti à un accord sur le nouveau prix de livraison de gaz avec 20% de rabais par rapport au prix moyen européen avec la maintien des tarifs de transit préférentiels. Le transit vers l'Europe devrait reprendre sous peu. Les parties ont convenu ne pas lier le prix des livraisons à l'Ukraine avec le prix du transit que l'Ukraine perçoit. Comme le souhaitait Ioulia Tymochenko, l'intermédiaire opaque RosUkrEnergo sera évincé du système de livraisons, Gazprom fera directement affaire avec Naftogaz. Les parties ont aussi conclu que les prix des livraisons pour le 1er janvier 2010 seront fixés sans rabais..
Le 20 janvier 2009, Gazprom a confirmé que le transit du gaz naturel via l'Ukraine avait recommencé. Les clients en Europe de l'Ouest ne seront vraisemblablement alimentés qu'à partir de 22 janvier pour différentes raisons techniques. Dans le cadre de l'accord signé avec la Russie, l'Ukraine devra débourser 360 USD/1000 m³ pendant le premier trimestre de l'année 2009. Par la suite, le prix devrait baisser, suivant la tendance mondiale du prix du pétrole.