Klokken 10.25 lokal tid eksploderte en tidsinnstilt bombe plassert i en koffert inne i et venterom på stasjonen. Bomben var laget av TNT og T4. Eksplosjonen ødela mesteparten av hovedbygningen og rammet også Ancona-Chiasso-toget som stod på den første plattformen. Eksplosjonen ble hørt mange kilometre unna. På denne sommerlige lørdagsmorgenen var stasjonen full av turister og byen var helt uforberedt på en slik hendelse. Det var derfor ikke nok ambulanser, så taxier og busser ble brukt for å frakte de sårede til sykehusene.