Gdy żelazowe jądro osiągnie masę większa niż około 1,4 masy Słońca (czyli osiągnie granicę Chandrasekhara), zaczyna się zapadać wskutek działania sił grawitacji. Ponieważ nuklidy Fe, Co, Ni są bardzo stabilne, nie dochodzi do kolejnych reakcji termojądrowych. Wskutek kolapsu grawitacyjnego jądra atomowe są tak zbliżone, że zanikają przerwy między nimi i są traktowane jak pojedyncze nukleony, towarzyszy temu przemiana elektronów i protonów w neutrony i neutrina. Jednocześnie zewnętrzne warstwy opadają z dużą szybkością na sprężyste jądro i ulegają gwałtownemu odbiciu na zewnątrz. Właśnie ten moment jest nazywany wybuchem supernowej. Wskutek szybkiej zmiany rozmiarów (odbite warstwy materii poruszają się bardzo szybko) gwiazda bardzo jasno świeci.
Po wybuchu supernowej gwiazda, w zależności od początkowej masy, kończy jako gwiazda neutronowa lub czarna dziura lub nic nie pozostaje. Podczas wybuchu supernowej, wskutek reakcji pomiędzy jądrami pierwiastków, z udziałem neutronów i neutrin w jądrze, są syntetyzowane pierwiastki o liczbie atomowej większej niż 28 (m.in.