Wraz ze zwiększaniem mocy reaktora, temperatura uszkodzonych i nie chłodzonych prętów rosła, aż osiągnęła temperaturę topnienia. Paliwo jądrowe zaczęło się topić i spływać, dalej blokując przepływ chłodzącego CO2. Reaktor był wyposażony w układ detekcji uszkodzeń koszulek paliwowych, ale działał on wolno, dając sygnał około 10 minut po wystąpieniu objawów awarii. Tymczasem rozgrzane do około 1000 °C paliwo jądrowe zaczęło gwałtownie reagować z dwutlenkiem węgla już w 6 minucie grzania. Sygnał do wyłączenia reaktora dało dopiero wyzwolenie się dużych ilości produktów rozszczepienia.
W międzyczasie rozgrzany blok grafitowy zdeformował się i zetknął z rurą ciśnieniową. Rozgrzana do 750 °C rura pękła na znacznej długości. Powstała różnica ciśnień spowodowała rozpad bloku grafitowego. Chłodziwo, fragmenty paliwa, grafitu i osprzętu zostały wyrzucone do zbiornika z ciężką wodą (moderatorem).