O jednej hodine rannej 26. apríla 1986 zavŕšili prevádzkovatelia štvrtého a najnovšieho jadrového reaktora elektrárne Černobyľ len prvý deň špeciálneho testu. Chceli preskúmať či by zvyšková energia rotujúcej turbíny mohla poskytnúť dostatok sily v prípade núdzového uzavretia a straty vonkajšej energie. V záujme tohto testu prevádzkovatelia odpojili bezpečnostné systémy a porušili prevádzkové postupy, aby mohli uskutočniť tento test. Každá zmena spôsobila odchýlenie od plánovanej prevádzky elektrárne, spôsobujúc jej väčšiu nestabilitu.

Onedlho riadili prevádzkovatelia tento reaktor skôr svojimi inštinktmi než prevádzkovým manuálom. O 1:23 po polnoci poklesol výkon reaktora na len 6 % svojej normálnej úrovne, bezpečnostný chladiaci systém bol odstavený, ďalšie bezpečnostné systémy odpojené a všetky kontrolné tyče usmerňujúce štiepnu reakciu boli čiastočne vytiahnuté s úmyslom nechať reaktor pracovať. Sovietski predstavitelia sa vyjadrili, že toto posledné porušenie by nemohlo byť zákonne povolené ani vtedajším generálnym tajomníkom Gorbačovom. Prevádzkovatelia začali jednať, keď bolo zjavné, že reaktor sa stal nebezpečne neovládateľným. Prevádzkovatelia stlačili bezpečnostný gombík známy ako AZ-5, ktorý posiela kontrolné tyče späť do jadra reaktora, aby zastavili štiepnu reakciu. Ale kontrolné tyče celkom nezapadli do už zničeného jadra. O niekoľko sekúnd neskôr bolo možné cítiť otrasy v kontrolnej miestnosti, skoro okamžite nasledované dvoma veľkými explóziami. Sovietsky predstavitelia uvádzajú, že za 4,5 sekundy narástol energetický potenciál reaktora 2000-krát na 120-násibok svojej projektovanej kapacity.

Tisíc tonový betónový kryt nad reaktorom sa odsunul a okolitý pozorovatelia videli výnimočný ohňostroj, horúce palivo a grafit rútiace sa do nočnej oblohy. Miestny predstavitelia nemali žiadnu predstavu o rozmeroch začínajúcej tragédie. Zodpovední pracovníci prichádzajúci z Moskvy, ktorým sa oznámilo, že reaktor bol „pod kontrolou“, namiesto toho našli už len intenzívne horiacu masu grafitu. Na konci dňa už najvyšší jadroví predstavitelia Sovietskeho zväzu riadili jednu z najväčších mierových pohotovostných akcii všetkých čias. Okamžitými obeťami černobyľskej nehody boli pracovníci elektrárne a záchranári, ktorí prišli na miesto deja v prvých hodinách katastrofy.

Väčšinu z 29 ľudí, ktorí umreli na chorobu z ožiarenia počas prvých niekoľko málo mesiacov patrili medzi 50 pracovníkov, ktorí boli vystavení žiareniu 500 radov (jednotiek absorbovaného žiarenia). Spolu bolo hospitalizovaných 237 ľudí, ktorí boli vystavení dávkam medzi 100 až 500 radov s akútnymi chorobami z ožiarenia. U týchto a ďalších obetí je po celý ich život významne zvýšená pravdepodobnosť výskytu rakoviny. Až 36 hodín to trvalo sovietskym predstaviteľom evakuovať 49 000 obyvateľov neďalekého mesta a všetkých ostatných z 10 kilometrovej zóny okolo elektrárne. Neskôr bola evakuačná zóna rozšírená na 30 kilometrov. Počasie pomohlo minimalizovať dopad nehody na územie okolo reaktora. Oheň vyniesol čiastočky vysoko do vzduchu a metropola Kyjev, domov 2,4 milióna ľudí, bola ušetrená, pretože vietor počas najhoršieho obdobia vial smerom od mesta. Vedci boli prekvapení rozsahom kontaminácie. Vlastná explózia a nasledujúci požiar grafitu vyniesli rádioaktivitu vysoko do atmosféry, kde bola unášaná rýchlymi vetrami. Zdravie ohrozujúce množstvá rádioaktivity boli usadené až 2000 kilometrov od elektrárne a vo viac ako dvadsiatich krajinách.

Niektoré časti Európy obdržali malé dávky žiarenia, zatiaľ čo iné boli vystavené veľkým množstvám. Vedci sa zhodujú, že väčší počet úmrtí bude spôsobených rakovinou zapríčinenou vystavením živých tkanív ionizujúcemu žiareniu, ktoré ničí genetický materiál buniek. V prvých dňoch spôsoboval najviac obáv široko rozptýlený Jód 131, pretože sa koncentruje v štítnej žľaze, kde môže zapríčiniť vznik uzlín, ktoré o niekoľko rokov môžu byť rakovinotvorné. Ďalšie rádioizotopy vylúčené z Černobyľa budú mať omnoho dlhšiu životnosť. Napríklad Cézium 137 má polčas rozpadu 30 rokov, Stroncium 90- 280 rokov a Plutónium 239-24 000 rokov. Cézium predstavuje dlhodobo najväčšiu hrozbu. Je biologicky aktívne a bolo vylúčené v obrovských množstvách. V prvých týždňoch po nehode mala zelenina v mnohých európskych krajinách úroveň rádioaktivity nad limity stanovené príslušnými inštitúciami. Navyše dobytok pasúci sa na kontaminovanej tráve začal čoskoro produkovať mlieko so zvýšenými úrovňami rádioaktívnych materiálov.

Vlády boli vo všeobecnosti nepripravené zaoberať sa týmto novým ohrozením zdravia a vydali množstvo často protichodných potravinových obmedzení . Po dobu niekoľko mesiacov bolo na tejto diéte asi 100 miliónov ľudí. Černobyľská katastrofa bola nazvaná „najväčšou socio-ekonomickou katastrofou v mierovej histórii.“ Do konca roku 1994 bolo z 30 kilometrov okruhu evakuovaných a presídlených 200 000 ľudí. Odhaduje sa, že katastrofou bolo priamo zasiahnutých 1,7 milióna ľudí a 2,4 milióna ľudí žije na kontaminovanom území , stále nepočítajúc 2,4 milióna obyvateľov Kyjeva. V roku 1994 sa oficiálne obete na životoch priamo spojených s Černobyľom odhadovali na 125 000, rátajúc len Ukrajinu. V súčasnosti, ale neexistuje dostatočne dôveryhodný údaj o počte mŕtvych.