Первый период осуществления протокола начался 1 января 2008 года и продлился пять лет до 31 декабря 2012 года.
Страны Протокола определили для себя количественные обязательства по ограничению либо сокращению выбросов на период с 1 января 2008 по 31 декабря 2012 года. Цель ограничений — снизить в этот период средний уровень выбросов 6 типов газов (углекислый газ, метан, фторуглеводы, закись азота, гексафторид серы) на 5,2 % по сравнению с уровнем 1990 года.
Основные обязательства взяли на себя индустриальные страны: Евросоюз должен был сократить выбросы на 8%, США на 7%, Япония и Канада на 6%, страны Восточной Европы и Прибалтики – на 8%, Россия и Украина – сохранить среднегодовые выбросы в 2008-2012 годах на уровне 1990 года.
Развивающиеся страны, включая Китай и Индию, обязательств на себя не брали. Страны, не подписавшие договор: Афганистан, Андорра, Ватикан и Западная Сахара.
С 16 декабря 2012 года официально не входит в число участников Киотского протокола Канада. Премьер-министр Канады пояснил данное решение тем, что борьба с загрязнением атмосферы возможна только при условии участия в ней стран, которые осуществляют наибольшие выбросы парниковых газов, намекая на США и Китай.
По данным отчетных докладов экспертов РКИК ООН, обязательства стран в первый период Киотского протокола были выполнены. Окончательные итоги будут подведены в 2015 году.