爆炸发生在莫斯科时间6日上午8时30分（北京时间6日下午1时30分）左右，正是上班高峰时间。一列地铁列车在驶出车站大约五百米后，第二节车厢突然发生爆炸，列车随后在惯性作用下继续向前冲出500米才停下。爆炸引发了大火，地铁隧道里浓烟滚滚。

　　事发时坐在倒数第2节车厢内的31岁医生伊利亚•布洛欣说：“我听见一声类似爆竹炸裂的巨响，接着浓烟就充满了车厢。现在地铁也发生了爆炸。在他们（恐怖分子）炸毁挤满乘客的地铁列车时，我们的国家、政府和警方将如何应对？”

　　莫斯科警方说，这起事件中使用的炸药当量超过1公斤 T NT炸药。

　　莫斯科有一百多个地铁站。警方说，事件发生后，莫斯科和俄罗斯第二大城市圣彼得堡均已加强了对地铁系统的安全保卫。