Вечером корабль возвратился на базу. Перед входом от оперативного дежурного было получено приказание встать на швартовой бочке № 13, принадлежавшей линкору «Севастополь». В 18 часов корабль направился к указанному месту стоянки. Но при подходе к носовой бочке линкор проскочил ее, хотя, чтобы сдержать инерцию движения, отдал перед этим якорь. Но он сделал это несколько в стороне от обычного места. Потом положение корабля было выправлено, и он встал на левый якорь. Эти детали имели значение при выяснении причин подрыва линкора.

После этого на корабле были ужин, увольнение части экипажа на берег, развод наряда, баня и стирка. Согласно распорядку, часть старшин и матросов сошла на берег в увольнение, съехало также большинство офицеров и сверхсрочников. Сошел на берег и временно исполняющий обязанности командира Хуршудов.

Старшим на борту остался помощник командира корабля капитан 2-го ранга З.Г. Сербулов. Дежурным по кораблю заступил старший штурман капитан 3-го ранга М.Г. Никитенко, дежурным по низам — командир батареи противоминного калибра лейтенант К.И. Жилин.

Перед ужином на корабль прибыло пополнение — очередная партия переведенных из береговых частей ВМФ в плавсостав моряков. Всего 200 человек. Их успели переодеть в матросское рабочее платье, но оставили сапоги… На ночь их разместили в одном из носовых помещений линкора. Для большинства из них это был первый и последний день военно-морской службы.

В 1 час 30 минут ночи 29 октября 1955 года огромный, закованный в броню корпус линкора содрогнулся от мощного взрыва, многим показавшегося сдвоенным. На всех палубах сразу же пропало электроосвещение. Корабль погрузился в темноту, отключились сигнализация, радиотрансляция. Так как взрыв прозвучал в носовой части, дежурная служба и проснувшиеся моряки бросились на бак, где в свете прожекторов, направленных на линкор с соседних кораблей, увидели большой пролом в средней части полубака, перед первой башней главного калибра. Его вспученные края были загнуты вверх. Сильный запах пороховой гари, стоны, крики, несколько трупов, выброшенных взрывом из подпалубных носовых кубриков, толстый слой ила, призывы о помощи из-за борта и затапливаемых помещений…

Но паники не было. Так как электричество отключилось, аварийную, а затем и боевую тревогу пришлось объявлять с помощью рынды, боцманских дудок и голосами посыльных. Прибывшие на свои посты согласно расписанию моряки стали выносить раненых в корабельный медпункт, спасать оказавшихся за бортом и в заливаемых водой помещениях, но главное — вместе с аварийными партиями пытаться приостановить поступление и распространение воды по кораблю. Но что можно было сделать, когда величина пробоины в днище достигала 150 квадратных метров. Врываясь через нее, вода начала заполнять нижние и особенно быстро средние переборки, заставляя аварийные партии все дальше отступать к корме.

С соседних кораблей, на которых тоже объявили боевую тревогу, стали прибывать аварийные партии и медгруппы. Их плавсредствами начали вывозить раненых. Однако остановить распространение воды никак не удавалось. Она стремительно заливала помещения, в том числе выше ватерлинии, что быстро снижало поперечную остойчивость линкора и вело к его опрокидыванию. Тогда Сербулов, выполняя распоряжение заместителя начальника штаба флота капитана 1-го ранга Овчарова, начал буксировку корабля кормой на более мелкое место подошедшим по тревоге буксиром.

Получив доклад о происшествии, на линкор прибыли командующий ЧФ вице-адмирал В.А. Пархоменко, начальник штаба флота вице-адмирал С.Е. Чурсин, член военного совета вице-адмирал Н.М. Кулаков, исполняющий обязанности командующего эскадрой контр-адмирал Н.И. Никольский, а также немало флотских и эскадренных начальников, работников особого отдела и прокуратуры. Первым делом комфлот приостановил буксировку и стал вникать в сложившуюся на корабле обстановку. Тем временем все более погружавшаяся в воду носовая часть корабля вскоре лишила моряков доступа к расположенным там якорным и швартовым устройствам. Решение возобновить буксировку оказалось запоздалым и не принесло желаемого результата. Время шло… Неуклонно увеличивались дифферент на нос и крен на левый борт, однако верных и быстрых решений, которых, естественно, ждали от комфлота (ибо он еще недавно был командующим этой эскадрой, принимал в Севастополе и осваивал этот линкор), к сожалению, не последовало. Они явно запаздывали, а между тем прошло уже три часа после взрыва.

Более того, когда Хуршудов, прибывший на борт за 45 минут до опрокидывания корабля (он жил на окраине города), предложил, оценив обстановку, эвакуировать с линкора не занятых непосредственной борьбой за живучесть корабля моряков, комфлот отрезал: «Не будем разводить панику». Вскоре вышедший наверх начальник технического управления флота инженер-капитан 1-го ранга В.М. Иванов лично доложил ему, что положение становится критическим и корабль вот-вот перевернется, но и этому докладу должного значения не придали. Почему-то никто из руководства ЧФ в те часы не вспомнил о судьбе линкора «Императрица Мария», перевернувшегося здесь в 1916 году в результате аналогичной аварии. Зная, что под килем корабля всего 7—8 метров, ожидали, что он сядет на грунт почти на ровном киле, в худшем случае — завалится на борт. Потому, выслушав доклад Иванова, комфлот разрешил эвакуировать лишь моряков с других кораблей, которые без дела стояли на юте.

В распоряжении по этому поводу было почему-то опущено уточнение, что команда касается моряков других кораблей, и на юте собрались и построились около тысячи человек, не занятых непосредственно борьбой за живучесть корабля. В тот момент, когда эти моряки начали спускаться в стоявшие у бортов плавсредства, продолжавший крениться линкор вдруг как-то странно дернулся, даже будто несколько выпрямился, а затем стал стремительно валиться на борт. Люди посыпались в воду, попадая под «молот» его борта и надстроек.

В 4 часа 15 минут «Новороссийск» лег на левый борт и, задержавшись в этом положении несколько мгновений, резко перевернулся килем вверх. Сотни моряков утонули сразу, а десятки оказались заточенными в стальных казематах.

Часть команды сумела взобраться на днище корабля, другие отплыли в сторону, и их подобрали спасательные плавсредства. Кое-кто сумел доплыть до берега самостоятельно.

Стресс от пережитого был такой, что у некоторых моряков, доплывших до берега, не выдерживало сердце, и они тут же падали замертво. Моряки, взобравшиеся на днище и снятые потом оттуда спасателями, а также те, кто находились рядом на спасательных судах, слышали внутри корпуса частый, беспорядочный стук. Это подавали о себе весть живые, не успевшие выбраться из отсеков. Отчаянный стук заживо погребенных все нарастал, сливаясь в сплошную дробь.

Среди спасшихся был и комфлот, и практически все руководство флота и эскадры.

Весть о гибели линкора мгновенно распространилась по городу, но поспешивших на берег жителей встречало оцепление. Тогда они поднялись на окрестные холмы и увидели совсем недалеко от берега возвышавшееся над водой огромное днище корабля, вокруг которого скопились спасательные суда, плавкраны, водолазные катера и другие плавсредства. По днищу двигались люди. Все это напоминало поверженного Гулливера с суетящимися около него лилипутами. Вход в главный госпиталь флота буквально осаждали плачущие женщины, пытавшиеся выяснить хоть что-нибудь о судьбе своих близких и знакомых.

Спасатели судна «Карабах», не дожидаясь указаний сверху, вскрыли обшивку корпуса в корме линкора. Через разрез успели спастись семь моряков. Попытка повторить это в другом месте успехом не увенчалась. А потом из отверстия с нарастающей силой стал вырываться сжатый воздух…

Вскоре корабль из-за выхода воздуха из воздушных мешков стал медленно погружаться. Запоздалые попытки заварить прорези ничего не дали. К утру 30 октября «Новороссийск» затонул.

Тогда возникла идея использовать проходившую на флоте испытания станцию звукоподводной связи. Правда, эффект от нее был односторонний: на поверхности услышали лишь, как обреченные люди в отсеках пели «Варяга». В один из кормовых кубриков корабля, где были живые люди, направили четырех водолазов с запасными дыхательными аппаратами. С неимоверным трудом им удалось вывести еще двоих, которые, увы, оказались последними из спасенных, ибо при дальнейших спусках водолазы живых больше не обнаружили.