O correspondente da BBC na região, Jonathan Paye-Layleh, disse que várias pessoas morreram atingidas pelos bombardeios em áreas residenciais na periferia da cidade.
Os moradores temem uma repetição dos brutais conflitos de rua ocorridos durante a guerra civil dos anos 90.
As duas partes do conflito acusam a outra de ter violado um cessar-fogo acertado na semana passada.
Fim do diálogo
Na terça-feira, os rebeldes da Lurd (Liberianos Unidos pela Reconciliação e Democracia) anunciaram a sua retirada do diálogo de paz após o presidente Charles Taylor ter declarado que não vai renunciar antes de janeiro do ano que vem.
A Lurd dizia que Taylor havia aceitado deixar o poder no mês que vem como parte de um acordo de cessar-fogo.
Os rebeldes enfrentaram tropas do governo perto da ponte St. Paul, a cerca de 10 km do centro de Monróvia.
"Pessoas foram despedaçadas", disse o vice-ministro da Defesa, Austin Clark, comentando os disparos contra áreas residenciais.
Milhares de liberianos, assustados com a aproximação do combate na direção da capital, se dirigiram ao centro da cidade, procurando refúgio em escolas, estádios e outros edifícios.
"Continuaremos a correr e correr - não há fim à nossa corrida", disse uma mulher, fugindo da periferia de Monróvia.
No início do mês, pelo menos 300 pessoas morreram quando os rebeldes chegaram a ficar a 5 km da cidade, antes de serem obrigados a recuar.