Ulykken skjedde da reaktor nr. 4 kom ut av kontroll og man fikk en rask temperaturstigning i kjernen som følge av at kjølevannet fordampet. Da man forsøkte å stanse reaktoren, viste det seg at tuppene på kontrollstavene, som også var laget av grafitt, faktisk bidro til å øke effekten ytterligere. Dette var en konstruksjonsfeil som operatørene ikke kjente til. Dette var også en av tingene som ble rettet opp ved tilsvarende reaktorer i tiden etter ulykken.