При постепенном снижении мощности реактора произошло внезапное падение мощности до 30 мегаватт. Только после технологических нарушений мощность удалось поднять до 200 мегаватт. Но реактор стал не управляемым, и операторы были вынуждены менять регулировки каждые несколько секунд. В результате насосы стали подавать меньшее количество воды на охлаждение реактора. Выработка тепловой энергии увеличилась в сто раз выше нормы. Введение в реактор графитовых стержней, призванных поглотить нейтроны и остановить цепную реакцию уже не спасло положения — произошел тепловой ядерный взрыв.
Взрыв разрушил помещение 4-ого энергоблока. 190 тонн ядерного топлива, вместе с графитовыми стержнями было выброшено наружу. Начался пожар, который благодаря самоотверженной работе пожарных к утру удалось локализовать. Тушение пожара стоило жизни 28 пожарникам — два человека в страшных муках умерли в этот же день, остальные скончались в течение нескольких последующих недель.
По количеству радиоактивного выброса в атмосферу взрыв на Чернобыльской АЭС составил суммарную мощность пятисот атомных бомб сброшенных на Хиросиму. Радиоактивному загрязнению подверглись территории Украины, России и Белоруссии.
Больше других от радиации пострадал город Припять, расположенный в полутора километрах от станции. Ветер в ту ночь дул в сторону города. Многие жители из окон своих квартир верхних этажей видели пожар на станции, но никто из них и предположить не мог об истинном масштабе аварии — настолько люди были убеждены в невозможности ядерного взрыва и радиоактивного загрязнения окружающей территории.
Взрыв реактора застал руководство станции врасплох. В первый момент никто толком не знал, что надо делать в сложившейся нештатной ситуации. Никто не предложил жителям города хотя бы закрыть форточки в своих квартирах и не выпускать детей на улицу.
Утром как обычно дети пошли в школу. Малышей родители повели в детские садики. Стояла теплая погода. Кто-то в то утро шел на пляж, кто-то ехал на дачу. Многие с удочками отправились к искусственному водохранилищу — пруду охладителю. В самом городе повсюду гуляли люди.
Эвакуация населения началась только сутки спустя 27 апреля. Во избежание паники людям объявили, что эвакуация временная, максимум на трое суток. Предложили взять с собою только документы и на первый случай продукты питания.
Три дня руководство страны отказывалось делать какие-либо официальные заявления. Три дня мир находился в неведении. И только 30 апреля, после того как работники шведской АЭС «Форсмак» зарегистрировали мощное радиационное излучение (при этом, шведы первым делом эвакуировали всех людей с территории своей станции и только потом принялись выяснять причину повышения радиационного фона), исходившее от пришедшего с востока облака, Правительство Советского Союза было вынуждено признать факт ядерного взрыва на Чернобыльской АЭС, расположенной в ста десяти километрах южнее столицы Украины — города Киева.
Но и после официального сообщения о произошедшей на Чернобыльской АЭС аварии руководство Советского Союза еще долгое время пыталось приуменьшить ее масштаб. В средствах массовой информации сообщалось о двоих погибших, в то время как счет жертв взрыва 4-ого реактора исчислялся уже десятками человек умерших мучительной смертью.
С целью заглушить аварийный реактор и таким образом понизить уровень радиационного излучения, шахту реактора начали забрасывать с вертолетов мешками с подручным материалом — песком, глиной, бором, цементом, известняком и дробленым свинцом. Предполагалось, что свинец возьмет на себя часть тепла, а когда застынет, то создаст надежную свинцовую оболочку. Идея, конечно, была хорошая, но на деле все вышло несколько иначе — расплавляясь свинец тут же испарялся и насыщал атмосферу ядовитыми парами свинца.
И здесь возникла еще одна более серьезная опасность — возможность повторного, более мощного взрыва способного уничтожить все живое в радиусе тысячи километров от Чернобыльской АЭС. Под тяжестью сброшенного в реактор четвертого энергоблока песка, глины и свинца могло не выдержать и проломиться бетонное перекрытие под аварийным реактором. В этом случае оставшаяся в реакторе большая часть расплавенного топлива (по предположению академика Легасова — около 180 тонн) хлынула бы в бассейн-барботер (этот бассейн использовался для подачи из него воды на охлаждение ректора, в этот же бассейн сбрасывался и отработнный пар после прохождения паровой турбины, где конденсировался и вновь превращался в воду). В результате соприконовения ядерного расплава с водою произошел бы новый взрыв, сделавший территории подвергшиеся радиоактивному загрязнению непригодными для проживания на сотни лет.
Предотвратить подобный сценарий вызвались трое добровольцев из инженерно-технического персонала станции. Только работники станции, зная расположение трубопроводов и вентилей кранов, могли в подземных коридорах найти эти краны и открыть задвижки для спуска воды из бассейна-барботера.