Около семи часов утра над территорией бассейна Енисея с юго-востока на северо-запад пролетел большой огненный шар[2]. Полёт закончился взрывом на высоте 7—10 км над незаселённым районом тайги. Взрывная волна была зафиксирована обсерваториями по всему миру, в том числе в Западном полушарии. В результате взрыва были повалены деревья на территории более 2000 км²[3], оконные стёкла в домах были выбиты в нескольких сотнях километров от эпицентра взрыва. В течение нескольких дней на территории от Атлантикидо центральной Сибири наблюдалось интенсивное свечение неба и светящиеся облака. Вокруг места падения лес был повален веером от центра, причем в самом центре падения часть деревьев осталась стоять на корню, лишенная ветвей и коры.

В район катастрофы были направлены несколько исследовательских экспедиций, начиная с экспедиции 1927 года под руководством Л. А. Кулика. Вещество гипотетического Тунгусского метеорита не было найдено в сколь-нибудь значительном количестве; однако были обнаружены микроскопические силикатные и магнетитовые шарики, а также повышенное содержание некоторых элементов, указывающее на возможное космическое происхождение вещества. В 2013 году в журнале Planetary and Space Science были опубликованы результаты исследования, проведённого группой украинских, немецких и американских учёных, в котором сообщалось, что в микроскопических образцах, обнаруженных Николаем Ковалыхом в 1978 году в районе Подкаменной тунгуски, выявлено наличие лонсдейлита, троилита, таенита и шейберсита — минералов, характерных для алмазосодержащих метеоритов. В то же время сотрудник австралийского Университета Кертин Фил Бленд обратил внимание, что в исследованных образцах отмечается подозрительно низкая концентрация иридия (что нехарактерно для метеоритов), а также, что торф, где были найдены образцы, не был датирован 1908 годом, а значит, найденные камни могли попасть на Землю раньше или позже знаменитого взрыва[4][5].

Установлено, что взрыв произошёл в воздухе на некоторой высоте (по разным оценкам, 5—15 км) и вряд ли был точечным, поэтому можно говорить лишь о проекции координат особой точки, называемой эпицентром. Разные методы определения географических координат этой особой точки («эпицентра») взрыва дают несколько различные результаты[источник не указан 1119 дней]:

Отмечается, что ещё за три дня до события, начиная с 27 июня 1908 года, в Европе, европейской части России и Западной Сибири стали наблюдаться необычные атмосферные явления: серебристые облака, яркие сумерки, солнечные гало[6]. Британский астроном Уильям Деннинг писал, что ночью 30 июня небо над Бристолем было аномально светлым на севере[7].

Утром 30 июня 1908 года над центральной Сибирью пролетело огненное тело, двигавшееся в северном направлении; его полёт наблюдался во многих поселениях в той местности, были слышны громоподобные звуки. Форма тела описывается как круглая, сферическая или цилиндрическая; цвет — как красный, жёлтый или белый; дымовой след отсутствовал, однако описания некоторых очевидцев включают простирающиеся за телом яркие радужные полосы[8].

В 7 часов 14 минут по местному времени над Южным болотом близ реки Подкаменной Тунгуски тело взорвалось; сила взрыва, по некоторым оценкам, достигала 40—50 мегатонн тротилового эквивалента[9].

Одним из самых известных свидетельств очевидцев является сообщение Семёна Семёнова, жителя фактории Ванавара, находившейся в 70 км на юго-востоке от эпицентра взрыва: