A családtagok, barátok, iskolás gyerekek a Kennedy Űrközpont látogatóközpontjában, a kilövéstől pár kilométerre nézhették végig a startot, és a 73 másodperc múlva, mintegy 15 kilométer magasan bekövetkezett katasztrófát. Az űrrepülő 2349 kilométeres óránkénti sebességgel száguldott, amikor az Atlanti-óceán fölött három részre szakadt - a fellövést és a tragédiát is élő egyenes adásban közvetítette a CNN.

A katasztrófa okait vizsgáló bizottság jelentése szerint a jobb oldali, szilárd hajtóanyagú gyorsítórakéta alsó és középső része közötti szigetelőgyűrű a hidegben veszített rugalmasságából, és az indítás után néhány másodperccel átégett. A folyamatosan növekvő lángcsóva 64 másodperc múlva átégette a külső üzemanyagtartályt, amely újabb nyolc másodperc múlva szétesett. A hidrogéntartály nekicsapódott a folyékony oxigént tartalmazó üzemanyagtartálynak, és a kiáramló üzemanyag robbanásszerűen elégett - ennek hatására a szerkezet három részre szakadt, és jelentős része elégett. Az esemény bekövetkeztekor az irányítóközpont még csak súlyos üzemzavarról beszélt.

A felvételek tanulsága szerint hosszú másodpercek, majdnem fél perc telt el, mire a NASA megerősítette, hogy az űrsikló - hét fős személyzetével - megsemmisült.

Az 1983-ban szolgálatba állt Challenger, a Columbia után a második amerikai űrrepülőgép volt, összesen kilencszer járt a világűrben. A NASA a baleset után leállította a programot, a hordozórakétákat és az űrsiklókat áttervezték, azok biztonsági berendezéseit tökéletesítették, illetve újakat is beépítettek. A program csak 1988 szeptemberében folytatódott.