O ataque, que teve como alvo a cidade de Lugansk, a capital regional, causou o colapso de vários andares de um edifício residencial, de acordo com uma declaração do ministério publicada nas redes sociais.
"Infelizmente, três pessoas foram mortas", disse o ministério, citado pela agência francesa AFP.
De acordo com as autoridades pró-russas da região, o ataque provocou ainda 35 feridos, incluindo crianças.
O Ministério da Defesa russo afirmou que "cinco mísseis ATACMS de fabrico norte-americano" visaram "deliberadamente áreas residenciais na cidade de Lugansk".
Quatro dos mísseis foram abatidos pelos sistemas de defesa aérea russos, enquanto o quinto atingiu dois edifícios residenciais, disse o ministério.
As explosões na cidade ocorreram entre as 11:03 e as 11:10 locais (mais duas hora do que em Lisboa).
A Rússia, que invadiu a Ucrânia em fevereiro de 2022, reivindicou a anexação das regiões ucranianas de Donetsk, Lugansk, Kherson e Zaporijia em setembro desse ano.
Lugansk é a única região que os russos controlam quase inteiramente.
A Rússia já tinha anexado a península ucraniana da Crimeia em 2014.
A Ucrânia e a generalidade da comunidade internacional não reconhecem a soberania russa nas cinco regiões anexadas.
Kyiv tem exigido a retirada da Rússia de todo o território da Ucrânia, incluindo a Crimeia, como pré-condição para eventuais negociações de paz.
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