Вечером 28 октября 1955 года линкор вернулся из похода для участия в празднованиях по случаю 100-летия обороны Севастополя и занял место на «бочке» № 3 в районе Морского Госпиталя (глубина 17 м воды и около 30 м вязкого ила). Швартовка прошла нештатно — старпом, капитан 2-го ранга Г. А. Хуршудов, замещавший находившегося в отпуске командира корабля, проскочил нужное место на полкорпуса. После швартовки часть экипажа, включая вр. и. о. командира, убыла на берег. Старшим офицером остался помощник командира корабля З. Г. Сербулов.

29 октября в 1 час 31 минуту под корпусом корабля с правого борта в носу раздался взрыв, эквивалентный 1000—1200 кг тротила, насквозь пробивший корпус линкора, вырвавший часть палубы полубака и пробивший в подводной части дыру в 150 кв. м. Поскольку в месте взрыва находились носовые кубрики, сразу погибло от 150 до 175 человек. Взрыв произошёл возле Госпитальной стенки Северной бухты Севастополя.

Линкор пытались отбуксировать на мелководье, но прибывший на корабль командующий Черноморским флотом вице-адмирал В. А. Пархоменко приостановил начатую буксировку. Запоздалое приказание о возобновлении буксировки оказалось бессмысленным: носовая часть уже села на грунт. Не сразу адмирал позволил и эвакуировать незанятых в спасательных работах моряков, которых на юте скопилось до 1000 человек. Когда решение об эвакуации было принято, крен корабля начал стремительно нарастать. В 4 часа 14 минут линкор лёг на левый борт и через мгновение уткнулся мачтами в грунт. В 22 часа того же дня корпус полностью исчез под водой.