Лодка всплыла, после чего начал резко расти крен на левый борт. 2,3 и 5 отсеки задымлены, в них происходят локальные возгарания. Лодка передаёт аварийный сигнал, который был получен и расшифрован только с восьмой попытки через тридцать две минуты. К этому моменту большинство членов экипажа включена в стационарную системы дыхания ШДА в которую попадают продукты горения и люди начинают терять сознание от отравления. Дана команда на переключения в индивидуальные дыхательные аппараты ИДА, но поздно.
По тревоге спасательным силам авиации и флота в воздух поднят ИЛ-38 (авария почти в тысяче километров от советской границы, кроме того, по докладу командира ПЛ, ситуация им контролируется). После этого, командование передаёт координаты аварийной ПЛ на плавбазу "Алексей Хлобыстов" и та направляется к месту аварии. Лётчики установили визуальную связь с кораблём и постоянно её поддерживали. Они заметили обильное вспенивание (кипение?) воды в районе 6 и 7 отсеков. Именно лётчики первыми заметили быстрое нарастание дифферента лодки на корму. В 16.35 дифферент начал расти, а в 17.08 с дифферентом 80(!!!) градусов на корму лодка стремительно затонула. Из всех спасательных плотов, экипажу удалось развернуть только два (по 20 человек вместительностью каждый) в воде, в это время находилось около шестидесяти моряков. Ещё пятерым удалось покинуть уже тонущую ПЛ в всплывающей спасательной камере (ВСК) у которой из-за разницы давления при всплытии вырвало люк. Одного человека выбросило из ВСК давлением, второй выбрался сам, после чего ВСК перевернулась и затонула. В момент затопления, на подводной лодки из живых людей остался один – капитан 3 ранга Испенков, который до последних минут обеспечивал работу дизель-генератора.
В 18.20 к месту трагедии прибыл "Алексей Хлобыстов" – на борт удалось поднять 30 живых (трое умерли от переохлаждения уже на борту) и 16 мёртвых моряков. Шестнадцать человек к этому моменту уже или утонули или погибли от переохлаждения. Всего погибло 42 человека (из них трое утонули в ВСК, трое погибли на борту), выжило – 27.
После трагедии было проведено расследование в результате которого руководство ВМФ всю вину за трагедию возложил на конструкторов АПЛ, но так, как это был уже не махровый Советский Союз, то конструктора молчать не стали и, в лице заместителя главного конструктора Д.Романова, возложили всю вину на слабую подготовку, очковтирательство и шапкозакидательство в ВМФ. Нам эту книгу Романова "Трагедия подводной лодки Комсомолец" выдавали читать в обязательном порядке.