10 августа 2000 года «Курск» вышел из губы Западная Лица в район учений, где в полдень 11 августа успешно выполнил стрельбу практической ракетой «Гранит». После этого он ушел на глубину и направился туда, где планировались торпедные стрельбы. В 06:00 12 августа лодка заняла назначенный район, куда в роли «противника» должен был прийти отряд российских боевых кораблей во главе с флагманом — тяжелым атомным ракетным крейсером «Петр Великий». В 08:35 «Курск» нанес условный удар полным боекомплектом ракет по этим кораблям. В 08:51 командир подлодки капитан 1-го ранга Геннадий Лячин доложил об этом командованию, а также сказал о готовности к торпедным стрельбам. Это было последнее донесение с «Курска».

В 11:09 гидроакустики «Петра Великого» зафиксировали работу гидролокатора подлодки, которая готовилась к торпедной атаке, а в 11:30 — другой звук, который мог быть подводным взрывом. Затем по корпусу флагмана пришелся мощный гидродинамический удар, но командование не придало этому значения. Гидродинамический удар почувствовала и подлодка «Карелия», которая была в 80 километрах от «Курска», а также «услышала» норвежская сейсмическая станция ARCES в 470 километрах от места ЧП. Там зафиксировали два толчка — взрыв мощностью 200 килограммов в тротиловом эквиваленте на глубине 40 метров, и более мощный на глубине 100 метров — в 5 тонн тротила.

В 14:12 корабли, выступавшие в роли учебных мишеней для «Курска», вышли из района, в котором находилась лодка, и ждали, что «Курск» всплывет для доклада. Когда этого не произошло, в небо подняли вертолеты. В 15:25 «Петр Великий» пытался вызвать подлодку по звукоподводной связи, в воду стали сбрасывать взрывпакеты — сигнал подводникам об экстренном всплытии. Но, по словам собеседника «Ленты.ру», «Курск» не считали аварийным даже к 17:00, когда этого уже однозначно требовали правила ВМФ. Только в 17:20 спасательному судну «Михаил Рудницкий» определили готовность к выходу в один час. По факту спасатели вышли в море только через восемь часов. На «Курске» погибли 118 человек — весь экипаж и прикомандированный к ним представитель завода «Дагдизель». Согласно отчету Генеральной прокуратуры, причиной катастрофы стал взрыв торпеды, произошедший из-за утечки компонентов топлива. 23 человека выжили в герметичном 9-м отсеке. По разным версиям, они могли оставаться в живых от нескольких часов до двух суток (на последней версии настаивают родственники экипажа), однако спасти их не удалось ни российским службам, ни иностранным специалистам, которые присоединились к операции.