Στο πλαίσιο του πειράματος αυτού, οι τεχνικοί έκλεισαν τα αυτόματα συστήματα ρύθμισης της ισχύος της τέταρτης μονάδας του σταθμού, καθώς και τα συστήματα ασφαλείας, αφήνοντας ωστόσο τον αντιδραστήρα να λειτουργεί με το 7% της ισχύος του. Στη 1:23 το πρωί, η αλυσιδωτή αντίδραση στον τέταρτο αντιδραστήρα προκάλεσε διαδοχικές εκρήξεις, οι οποίες τίναξαν στον αέρα το ατσάλινο κάλυμμα του αντιδραστήρα, βάρους χιλίων τόνων.
Τεράστιες ποσότητες ραδιενεργού υλικού σκορπίστηκε στον αέρα, μέσω του οποίου μεταφέρθηκε στις γύρω περιοχές με ταχείς ρυθμούς. Στις 28 Απριλίου, σουηδικοί σταθμοί παρατήρησης άρχισαν να καταγράφουν υψηλά επίπεδα ραδιενέργειας και απαίτησαν μια εξήγηση. Παρότι η σοβιετική κυβέρνηση αποπειράθηκε αρχικώς να συγκαλύψει το γεγονός, αναγκάστηκε να παραδεχθεί ότι υπήρξε ένα «μικρό ατύχημα».
Επί δέκα ημέρες, τα φλεγόμενα πυρηνικά καύσιμα απελευθέρωναν στην ατμόσφαιρα εκατομμύρια ραδιενεργά στοιχεία, σε ποσότητα που αντιστοιχεί σε 200 βόμβες σαν αυτή της Χιροσίμας. Ραδιενεργός σκόνη απλώθηκε πάνω από την Ευρώπη και μέχρι το Βόρειο Πόλο. Χρειάστηκαν 7.000 τόνοι μετάλλου και 400.000 κυβικά μέτρα σιδηροπαγούς σκυροδέματος, προκειμένου να θαφτούν οι εκατοντάδες τόνοι πυρηνικών καυσίμων και ραδιενεργών συντριμμιών μέσα σε μια σαρκοφάγο.
Επισήμως, 31 άνθρωποι πέθαναν λίγο μετά την έκρηξη. Όμως, από το 1986 έως σήμερα έχουν χάσει τη ζωή τους περισσότεροι από 25.000 στρατιώτες και πολίτες από την Ουκρανία, τη Ρωσία, τη Λευκορωσία και άλλες Δημοκρατίες της πρώην Σοβιετικής Ένωσης, οι οποίοι εστάλησαν στις εργασίες αποκατάστασης του σταθμού. Σύμφωνα με τον ΟΗΕ, περίπου 8,4 εκατομμύρια άνθρωποι στις τρεις αυτές χώρες έχουν εκτεθεί στη ραδιενέργεια, από την οποία έχει μολυνθεί έκταση 150.000 τετραγωνικών χιλιομέτρων, ίση με τη μισή έκταση της Ιταλίας. Τετρακόσιες χιλιάδες άνθρωποι εγκατέλειψαν τις εστίες τους, αλλά περίπου 6 εκατομμύρια εξακολουθούν να ζουν σε μολυσμένες ζώνες.
Οι ακριβείς λόγοι που οδήγησαν σ’ αυτή την τραγωδία παραμένουν άγνωστοι. Διαφαίνεται, όμως, ότι σημαντικό ρόλο έπαιξε μία σειρά αλυσιδωτών παραγόντων, όπως τα ανεπαρκή συστήματα ασφαλείας και προστασίας του αντιδραστήρα, καθώς και οι λανθασμένοι χειρισμοί (ίσως και χωρίς σχετική εξουσιοδότηση) των ελλιπώς καταρτισμένων εργαζομένων.
Το μοιραίο εργοστάσιο του Τσερνομπίλ έκλεισε οριστικά το Δεκέμβριο του 2000, ύστερα από διεθνείς πιέσεις που δέχθηκε η κυβέρνηση της Ουκρανίας και υπό το φόβο νέων πιθανών εκρήξεων στους πεπαλαιωμένους αντιδραστήρες του.
