O godzinie 9:12 stewardesa, Renee May, zadzwoniła do matki prosząc ją aby poinformowała American Airlines o porwaniu. Kilka minut później pasażerka Barbara Olson zadzwoniła do męża, , aby poinformować go o porwaniu i zapędzeniu wszystkich pasażerów na tył samolotu. W międzyczasie lot 77 przez 36 minut leciał niezauważony w kierunku Waszyngtonu.
O 9:32 kontrolerzy na lotnisku Dulles zauważyli niezidentyfikowany samolot lecący na wschód z dużą prędkością i powiadomili o tym kontrolerów na lotnisku Ronalda Reagana. Kontrolerzy na lotnisku Reagana rozkazali samolotowi transportowemu Gwardii Narodowej odnalezienie i śledzenie niezidentyfikowanej maszyny.
O 9:34 lot 77 znajdował się 8 km na południowy zachód od Pentagonu. Samolot wykonał ostry zakręt, szybko zniżając lot i zanurkował w kierunku Pentagonu.
O 9:37 lot 77 uderzył w zachodnią ścianę Pentagonu, między pierwszym (czyli parterem) a drugim piętrem (czyli pierwszym piętrem), przebijając się przez trzy z pięciu koncentrycznych pierścieni budynku. Paliwo lotnicze eksplodowało, powodując pożar. Około pół godziny później część budynku powyżej miejsca, w którą uderzył samolot, zawaliła się.