Для ликвидации последствий аварии были привлечены воинские подразделения. Спустя несколько часов пожар был локализован. Огонь непосредственно на газопроводе погасили только тогда, когда, собственно, выгорел весь углеводород, собравшийся в месте разрыва.
Когда, наконец, спасатели завершили свою работу и стало возможно оценить потери, люди ужаснулись масштабам случившегося. В огне пожара были разрушены оба электровоза и 37 вагонов из 38. Семь вагонов сгорело дотла, 26 – полностью выгорели изнутри. Взрыв разворотил рельсы и шпалы железнодорожного пути на протяжении 350 метров, разрушил 17 тысяч метров воздушных линий связи, 1500 метров линии электроснабжения и около трех километров контактной сети, вывернув около 30 опор. Алексей Годок, заместитель начальника пассажирской службы Южно-Уральской железной дороги, рассказывал: «Когда мы облетали место аварии, было такое впечатление, что напалм какой-то прошел. От деревьев остались черные колья, как будто их ободрали от корня до верхушки. Вагоны были разбросаны, раскиданы…» Горело все – деревья, трава, земля…
В момент взрыва температура достигла 900-1000 °C. Такой вывод был сделан после того, как на одной из пострадавших пассажирок обнаружили оплавленные золотые сережки и зубную золотою коронку у другой женщины, доставленной в уфимскую больницу с сильными ожогами. Это при том, что температура плавления золота – 1242 °C. Одежда не выдерживала высокой температуры, она просто истлевала от жара на людях. Синтетические материалы плавились и испарялись.
На месте аварии было обнаружено 258 трупов, 806 пассажиров получили ожоги и травмы различной степени тяжести, из них 317 умерло в больницах. Всего погибло 575 человек, травмировано – 623.
Уже на следующий день за погибшими стали приезжать родственники. Но опознать всех не удалось – некоторые обгорели так, что невозможно было определить, мужчина это или женщина. Некоторых опознали по документам, личным вещам – люди сгорели, а бумаги остались невредимы. Почти треть погибших была захоронена неопознанными.
В составе поезда «Новосибирск-Адлер» было два вагона с детьми. В одном из них, прицепном, ехали в Молдавию на сбор черешни челябинские школьники: традиция была такая в школе. В вагоне было более 50 детей и три преподавателя. Когда произошел взрыв, все дети крепко спали, поэтому спастись почти никому не удалось. В живых осталось только девять человек. Ни один из учителей не выжил.
Василий Рожко, бывший в 1989 году начальником оперативного отдела штаба ГО по Челябинской области, вспоминал: «Бабушка одна у меня перед глазами стоит. На веревке через плечо привязан чемодан. С другой стороны висит сумка. За руки держит двух маленьких девочек с бантиками. Тоже пассажиры с того поезда – живые, невредимые. На них ни царапинки. Самым страшным в те дни были не трупы, а живые, которые с последней надеждой ждали, когда ты найдешь фамилию в списках живых. А ее нет там, фамилии этой…»