Я вошел в «банкобус» и по шлемофонной связи сообщил А. С. Матренину о принятом Главным конструктором решении, сказал, что можно начинать набор схемы на пуск и что я иду к нему. Помню, прошел мимо сидевшего в одиночестве маршала М. И. Неделина. В трех-пяти метрах от него стояли начальник полигона К. В. Герчик и другие офицеры. На полпути к бункеру я встретил Г. Ф. Фирсова, рассказал ему о последних событиях на старте, и мы разошлись, он – к пусковому столу, я – в бункер. Там я застал всегда спокойного Матренина возбужденным. Он сказал, что на него сильно «давит» Григорьянц и все торопит. Мы пошли в курилку, и я стал его успокаивать.
И вдруг до нас донесся какой-то сильный беспорядочный грохот, похожий на взрывы. Мы вбежали в пультовую и увидели офицеров Ф. Ларичева, В. Тарана и наших инженеров В. Пустовова и В. Бабийчука (они контролировали ход предстартового набора схемы), совершенно бледных, с обезумевшими глазами. Я бросился к перископу и увидел, как на пусковом столе вся в огне пылает наша ракета. Картина была страшная.
Через какое-то время в бункер вбежали несколько военных в обгоревшей одежде. Мы стали стаскивать с них обугленные лохмотья. Вслед за ними появился заместитель председателя Государственной комиссии по испытаниям генерал А. Г. Мрыкин и тут же приказал стоящему у входа солдату закрыть и задраить входную дверь. Тот стал выполнять приказание генерала, но Матренин велел солдату открыть дверь и впускать в бункер всех, а генералу очень спокойно сказал: «Я являюсь ответственным за бункер, и здесь будут выполняться только мои команды».
Из Тюра-Тама в Москву была отправлена шифровка:
«В 18.45 по местному времени, за 30 минут до пуска изделия 8К-64, на заключительной операции при подготовке к пуску произошел пожар, вызвавший разрушение баков с компонентами топлива. В результате случившегося имеются жертвы в количестве до ста или более человек, в том числе со смертельным исходом несколько десятков человек. Главный маршал артиллерии М. И. Неделин находился на площадке для испытаний. Сейчас его разыскивают. Прошу срочной медицинской помощи пострадавшим от ожогов огнем и азотной кислотой. М. К. Янгель».
Реакция из Москвы последовала незамедлительно. В ночь того же дня на Байконур вылетели члены Государственной комиссии по расследованию причин катастрофы. Решение о ее создании было оформлено лишь на следующий день, когда комиссия уже приступила к работе.
В составе партийно-правительственной комиссии были: председатель Верховного Совета СССР Л. И. Брежнев, первый заместитель министра обороны А. А. Гречко, заместитель председателя Совета Министров СССР, председатель военно-промышленной комиссии Д. Ф. Устинов, председатель Государственного комитета Совета Министров СССР по оборонной технике К. Н. Руднев, председатель Государственного комитета Совета Министров СССР по радиоэлектронике В. Д. Калмыков, заведующий отделом оборонной промышленности ЦК КПСС И. Д. Сербии, начальник Третьего главного управления Комитета государственной безопасности А. М. Гуськов, директор НИИ огневых стендовых испытаний ракет Г. М. Табаков, директор ЦНИИ ракетостроения Г. А. Тюлин.
Позже было установлено, что причиной катастрофы был преждевременный запуск маршевого двигателя второй ступени. Своим факелом он прожег днище и разрушил бак окислителя, а затем и бак горючего первой ступени, что и привело к разрушению всей конструкции ракеты. В результате при работающем двигателе второй ступени произошло соединение и интенсивное взрывообразное возгорание в общей сложности более ста двадцати тонн компонентов топлива. При этом один за другим запускались пороховые двигатели разделения ступеней и взрывались воздушные баллоны системы наддува баков.
Пожар со взрывами превратил стартовую позицию в огнедышащий ад. От центра старта с огромной скоростью разбегались концентрические волны огненного смерча, уничтожая все на своем пути. Взрывное возгорание шло лавинообразно, оно продолжалось не больше минуты и успело распространиться на десятки метров.
Компоненты топлива выплескивались из баков на стоявших вблизи испытателей. Огонь мгновенно пожирал людей. Ядовитые пары вызывали смертельные отравления. Спасаясь, люди пытались убежать подальше от горящей ракеты, но из-за очень высокой температуры одежда на них вспыхивала как огненный факел, и они сгорали, не успев сделать и нескольких шагов. Одни, очутившись уже в безопасной зоне, пытались перелезть через колючую проволоку и запутывались в ней, другие попадали в приямок (с него перед пуском сняли решетки), куда стекало разлившееся топливо, и обжигались скопившейся там кислотой.
После выгорания компонентов топлива пожар продолжался еще несколько часов. Горело все, что могло гореть: агрегаты и сооружения, оборудование и кабельные коммуникации. Расплавились и горели баки ракеты, уцелели лишь рассчитанные на высокие температуры двигатели первой и второй ступеней, изготовленные из специальных жаропрочных сталей.