Artillerigranater skal ifølge CNN søndag ha slått ned ved en veisperring mellom Kyiv sentrum og forstaden Irpin.
En video fra angrepet viser en plutselig eksplosjon i veien, der en lang rekke med flyktninger har løpt forbi like før.
Når røyken letter, ligger tre personer livløse igjen ved fortauskanten. Et kattebur og en trillekoffert står igjen blant soldatene som løp til for å gi førstehjelp.
Tre mennesker ble drept, blant dem to barn, ifølge ukrainske myndigheter. De drepte var blant mange som er på flukt etter at russiske fly ifølge AFP angrep byen fredag.
Eldre, kvinner og barn har nå prøvd å komme seg ut av Irpin og inn til selve Kyiv.
Selve hovedstaden har så langt ikke blitt utsatt for større angrep, men innbyggerne forbereder seg på at byen kommer i ildlinjen.
25 kilometer fra Kyiv
Russiske styrker rykker sakte frem mot den ukrainske hovedstaden Kyiv.
Den store kolonnen med militære kjøretøyer står nå bare rundt tre mil fra byen.
Forstadsbyen Irpin har lørdag og søndag vært utsatt for hard russisk beskytning. Byen ligger rundt 25 kilometer nordvest for Kyiv, og er midt i veien for de fremrykkende styrkene.
Ifølge en talsmann for president Volodymyr Zelenskyj erobret russiske styrker lørdag Hostomel og Bucha, tett ved Irpin.
«Svært troverdige meldinger» om krigsforbrytelser
USAs utenriksminister Antony Blinken sier amerikanske myndigheter har sett «svært troverdige meldinger» om at Russland har begått krigsforbrytelser i Ukraina.
Blinken sier til CNN at det er snakk om målrettede angrep på sivile.
– Det utgjør en krigsforbrytelse, sier utenriksministeren.
Ifølge Blinken dokumenterer amerikanske myndigheter meldingene for å sikre at relevant organisasjoner kan etterforske om krigsforbrytelser er blitt begått.