Ușile etanșe ale lansatoarelor de torpile erau deschise în momentul exploziei. Ca rezultat, primele două din nouă compartimente ale submarinului au fost sparte. Șapte oameni au fost uciși și 36 - răniți. Echipajul nu a reușit să activeze sistemele de alarmă. Nici balizele de salvare folosite în caz de accident nu au fost lansate.

În cadrul exercițiilor, Kursk-ul a simulat lansarea unei rachete de croazieră Granit înspre o flotilă de nave de suprafață, la 12 august.

Potrivit versiunii oficiale, la 11:28 ora locală, în compartimentul torpilelor s-a produs o scurgere de concentrat de peroxid de hidrogen folosit drept combustibil pentru torpile. Concentratul a intrat în reacție în lanț cu cuprul și alama din compartiment, ducând la o eplozie.

Magnitudinea primei explozii înregistrate de seismografe a fost între 1,5 și 2,2 pe scara Richter.

Explozia a distrus corpul submarinului, prevăzut să reziste presiunii la o adâncime de 1 000 de metri. Apa a început să pătrundă în compartimentele doi și patru cu o viteză de 90 000 de litri pe secundă. Toți marinarii de acolo au fost uciși. Compartimentele reactoarelor nucleare nu au fost afectate.

Magnitudinea celei de-a doua explozii înregistrate de seismografe a fost între 3,5 și 4,4 pe scara Richter.

23 de marinari au supraviețuit ambelor explozii. S-au adunat în compartimentul nouă, unde se afla a doua ieșire de salvare. La acea etapă, puteau părăsi submarinul unul câte unul, de la o adâncime de 100 de metri. Însă, echipajul a refuzat să părăsească submarinul, luând decizia să aștepte o navă de salvare. La puțin timp, reactoarele submarinului s-au oprit, deconectându-se și sursa de energie de urgență. Temperatura în interiorul submarinului a început să scadă. Salvatorii nu au reușit să stabilească legătura cu echipajul.