Произошел первый тепловой взрыв, выбивший верхнюю часть реактора — плиту весом 1 тыс. тонн. Через несколько секунд второй взрыв окончательно уничтожил реактор, выбросив в атмосферу 190 тонн радиоактивных веществ, в том числе изотопы урана, плутония, йода и цезия. Погибли два сотрудника станции, возникло более 30 очагов пожара.
Специальная пожарная часть по охране ЧАЭС (СПЧ-2), получившая сигнал о возгорании, начала тушение ЧАЭС. Вспомогательные пожарные караулы также направились на станцию. Борьба с огнем продолжалась пять часов, были задействованы 15 пожарных расчетов из Припяти, Киева и окрестностей. Спасатели не имели должной защиты.
Директор ЧАЭС Виктор Брюханов доложил второму секретарю Киевского обкома о взрыве и пожаре, солгав, что радиационная обстановка в городе Припяти и на АЭС опасности не представляет.
На место катастрофы прибыла правительственная комиссия во главе с зампредом Совмина СССР Борисом Щербиной.
Минздрав СССР принял решение о необходимости экстренной эвакуации Припяти.
Припятская радиотрансляционная сеть сообщила о сборе и временной эвакуации жителей города. 50 тыс. человек были вывезены из города почти без вещей: они были уверены, что скоро вернутся. Вертолеты начали засыпать разрушенный реактор поглощающими материалами, в том числе карбидом бора.
Диктор программы «Время» зачитал первое официальное сообщение ТАСС: «На Чернобыльской атомной электростанции произошел несчастный случай. Один из реакторов получил повреждение. Принимаются меры с целью устранения последствий инцидента. Пострадавшим оказана необходимая помощь. Создана правительственная комиссия для расследования происшедшего». МИД собрал пресс-конференцию, рассказав иностранным журналистам о катастрофе.
В Киеве, где уровень радиации превышал допустимые нормы, прошли массовые торжества по случаю Первомая.
. Началась эвакуация населения сначала из 10-километровой зоны, а спустя два дня — из 30-километровой зоны.
Начались крупномасштабные работы по дезактивации, на которые людей и технику перебрасывали из разных концов CCCР.
Михаил Горбачев выступил по центральному телевидению с официальным заявлением об аварии.
Сразу после взрыва реактора погиб 31 человек — сотрудники станции и пожарные. Большинство работников станции умерли в течение трех месяцев, получив облучение в дозах более 4 тыс. мЗв (летальная доза). Число тех, кто скончался впоследствии от вызванных радиацией онкологических заболеваний, по-прежнему неизвестно и остается предметом ожесточенных споров. 530 тыс. человек получили дозы от 10 до 1 тыс. мЗв. Это были люди, которые долговременно находились в зоне поражения: солдаты, спасатели, техники и сотрудники АЭС. По самой консервативной статистике Чернобыльского форума, 9 тыс. человек умерли и около 200 тыс. человек страдают от болезней, вызванных аварией на ЧАЭС. По данным украинского Минздрава от 2005 года с 1987 по 2004 год число только украинцев, умерших из-за последствий аварии, достигло 530 тыс. человек. В 1991 году был принят закон о социальной защите граждан, пострадавших от катастрофы. К настоящему времени около 7 млн человек в России, Белоруссии и на Украине имеют статус чернобыльцев.