Otoritas Ukraina menyatakan serangan itu menewaskan sedikitnya 23 orang dan melukai puluhan lainnya.
Serangan tersebut merupakan yang terbaru dari serangkaian penggunaan rudal jarak jauh oleh Rusia sejak beberapa pekan terakhir, mengincar gedung-gedung di kawasan padat Ukraina.
Kementerian Pertahanan Rusia berdalih serangan di Vinnytsia menargetkan gedung tempat para pejabat tinggi angkatan bersenjata Ukraina melakukan pertemuan untuk membahas bantuan senjata asing.
Dalam serangan terpisah di Donetsk, delapan orang tewas dan 13 lainnya terluka.