Положення на «Комсомольці» було дуже важким - 6-й і 7-й відсік охоплені вогнем, 2-й, 3-й і 5-й задимлені. В екіпажі багато обпалених і отруїлися. Спрацював аварійний захист, автоматично заблокувала атомний реактор човна, «Комсомолець» перейшов на використання акумуляторів.
Перший сигнал про аварію було подано о 11:37, але через наростаючих неполадок в штабі він був прийнятий лише о 12:19. До місця аварії був відправлений літак Іл-38 з аварійно-рятувальними контейнерами.
Іл-38 не може сідати на воду, тому в даній ситуації він міг тільки спостерігати і наводити на місце аварії йдуть на допомогу кораблі. Вертольоти і гідролітаки ВМФ не могли дістатися до місця аварії, розташованого в 980 кілометрах від радянського кордону. До того ж перші повідомлення від капітана Ваніна були досить спокійними - корабель сплив, екіпаж веде боротьбу за живучість.
Іл-38 під командуванням льотчика Геннадія Петроградського зайняв позицію над районом аварії о 14:20. До цього часу на допомогу «Комсомольцю» на всіх парах йшла плавбаза «Олексій Хлобистов», яка повинна була прибути на місце до 18:00. До третьої години дня здалося, що все найстрашніше позаду. Над районом кружляли три радянських літака, кораблі на всіх парах мчали до місця аварії, пожежа, хоч і не була погашена, але була локалізована. Допомога повинна була прибути вже скоро. Більша частина екіпажу перебувала на верхній палубі без рятувальних жилетів. Люди, що вибралися з задимлених відсіків, були впевнені в непотоплюваності «Комсомольця» і гадки не мали, що їм незабаром доведеться залишати корабель.
О 16:35 екіпаж Іл-38 звернув увагу, що К-278 стала осідати на корму. В результаті сильної пожежі була порушена герметичність міцного корпусу човна, і почалося затоплення «Комсомольця». Воно відбувалося стрімко. О 16:40 командир човна віддав наказ готуватися до евакуації екіпажу, приготувати спливаючу рятувальну камеру (ТСК), покинути відсіки. Особовий склад почав віддавати рятувальні плоти, проте вдалося спустити на воду лише один з них.
Через сім хвилин бойова рубка наполовину виявилася занурена в воду. О 17:00 екіпаж без індивідуальних рятувальних засобів став евакуюватися на рятувальний пліт. З Іл-38 був скинутий рятувальний контейнер, проте він спрацював нештатно, і скористатися ним моряки не змогли.
О 17:08 К-278 «Комсомолець» стрімко пішла на глибину. У крижаній воді Норвезького моря виявився 61 осіб. Люди, які не мали навіть рятувальних жилетів, отруєні чадним газом під час пожежі, обпалені, трималися з останніх сил. Капітан 3-го рангу Анатолій Іспенков залишився всередині міцного корпусу човна. Командир електротехнічного дивізіону до останнього забезпечував роботу дизель-генератора гине «Комсомольця». Вибратися з потопаючої човна він не встиг ...
К-278 була обладнана спливаючій рятувальної камерою, яка дозволяє врятуватися з глибин всьому екіпажу човна. У той момент, коли «Комсомолець» йшов на дно, в ТСК виявилися п'ятеро: командир човна Євген Ванін, капітан 3-го рангу Юдін, мічмани Слюсаренко, Черніков і Краснобаев. Капітан Ванін кинувся всередину човна, почувши в ній голоси людей. Ті, хто залишився на поверхні, ледь встигли задерти за ним люк - тільки це залишало шанси залишилися всередині врятуватися за допомогою рятувальної камери. Юдін, Слюсаренко, Черніков і Краснобаев, піднімалися по трапу в момент затоплення, були буквально скинуті вниз через те, що тоне човен встала чи не вертикально. Мічмана Слюсаренко витягли в камеру останнім. Юдін і Черніков відчайдушно намагалися закрити нижню кришку камери, що важила понад 250 кг. Їм вдалося це зробити з неймовірними труднощами.
Камера, затягнута димом, разом з човном йшла на дно, яке в цьому місці було на глибині понад півтора кілометрів. Підводники намагалися від'єднати камеру від човна. Капітан 3-го рангу Юдін раптом крикнув: «Всім включитися в дихальні апарати!» Це встигли зробити тільки Слюсаренко та Черніков - інші, включаючи самого Юдіна, загинули.
Підводники загинули через чадного газу, чиє дію багаторазово посилюється разом зі зростанням тиску.
Камера відокремилася від човна практично на дні, коли під тиском товщі води був пошкоджений корпус «Комсомольця».
Рятувальну капсулу викинуло на поверхню, як пробку з-під шампанського. Верхню кришку люка, закріплену на одній клямці, зірвало, а разом з нею викинуло Чернікова та Слюсаренко. Але перший загинув, ударившись головою, і тільки Слюсаренко уцілів, опинившись у воді. Рятувальну камеру захлиснули хвилі, і через кілька секунд вона остаточно пішла на дно. Мічмана Слюсаренко через деякий час підібрали рятувальники. Віктор Федорович Слюсаренко - єдина людина в світі, що врятувався з підводного човна, що затонув на півторакілометровій глибині.
З моменту затоплення «Комсомольця» і до приходу до місця катастрофи плавбази «Олексій Хлобистов» пройшло близько 70 хвилин. Ці хвилини виявилися фатальними для більшості членів екіпажу. 16 людей потонули, ще 16 померли від переохолодження, і їх тіла були підняті на борт разом з рештою в живих 30 моряками.
Ще троє померли вже на борту плавбази, хоча на перший погляд їх стан не викликав побоювань. Медики потім пояснили - перебування в холодній воді вже запустило в їх організмах незворотні зміни, і врятувати їх було неможливо.
В результаті з 69 членів екіпажу 42 людини загинули, 27 вижили. 12 травня 1989 року Президія Верховної Ради СРСР видала указ про нагородження всіх членів екіпажу «Комсомольця» - живих і мертвих - орденом Червоного Прапора.
