Далее события развивались следующим образом. С 8 часов 12 минут (местного времени) произошло снижение нагрузки гидроагрегата № 2 по заданию автоматической системы регулирования. А затем, при дальнейшем автоматическом изменении его режима, агрегат вошёл в зону эксплуатационной характеристики, не рекомендованной заводом – изготовителем к работе. Вибрация резко усилилась, и произошел обрыв шпилек крышки его турбины. Под воздействием давления воды в гидроагрегате его ротор, выбив незакреплённую крышку, начал вместе с направляющим аппаратом и верхней крестовиной движение вверх и, вследствие разгерметизации вода стала заполнять объем шахты турбины, воздействуя на элементы генератора. При выходе на отметку эксплуатационного уровня рабочее колесо перешло в насосный режим, и за счет запасенной энергии ротора генератора создало избыточное давление на входных кромках лопастей, что привело к обрыву перьев лопаток направляющего аппарата. Значительному объему разрушений способствовало именно такое конструктивное размещение этого регулирующего и отключающего органа гидроагрегата непосредственно в крышке турбины. Через освободившуюся шахту ГА-2 вода начала поступать в машинный зал станции.
Персонал, находившийся в машинном зале, услышал громкий хлопок в районе гидроагрегата № 2 и увидел выброс столба воды. Вскоре отключились все отходящие ВЛ 500 кВ от Саяно-Шушенской ГЭС, а также ВЛ 500 кВ «Алюминиевая», с погашением подстанции «Означенное» и алюминиевых заводов: Саянского алюминиевого завода – 1040 МВт, Хакасского алюминиевого завода – 480 МВт. На Центральном пульте управления сработала светозвуковая сигнализация, пропали оперативная связь, питание освещения, автоматики, сигнализации, защит и приборов. Через окно ЦПУ было видно, что несколько пролетов здания машзала разрушено, а по автодороге идет поток воды высотой около метра. Произошел сброс нагрузки до нуля с полной потерей собственных нужд СШГЭС. Здесь в докладе начальников от Госдумы РФ начинаются неясности, неопределённости. Трудно поверить, например, что исчезновение напряжения в цепях автоматики и на собственных нуждах, и отключение ЛЭП произошло одновременно с разрушением агрегата № 2, но другого времени комиссия не выявила. Не установлена и причина потери питания, которое значительно повлияло на ход дальнейших событий.
Самое страшное, что в результате отключения напряжения было потеряно управление защитными технологическими затворами всех гидроагрегатов, которые удалось закрыть лишь через час с гребня плотины вручную. Только тогда был прекращён доступ воды в здание ГЭС с верхнего бьефа. Машзал продолжал подтапливаться с нижнего бьефа плотины. Осушение его задерживалось из-за невозможности закрытия затворов за турбинами по причине разрушения строительных конструкций. Ещё полтора часа потребовалось на то, чтобы подать напряжение от постороннего источника на козловой кран гребня плотины и начать открытие затворов водосливной плотины. Окончательно баланс притока и сброса воды был восстановлен в 13 часов 07 минут, то есть спустя почти 5 часов. В этот период санитарные попуски в реке осуществлялись Майнской ГЭС.
В результате предварительного внешнего осмотра обнаружено, что гидроагрегаты №№ 2,7,9 разрушены, серьезные повреждения получили турбогенераторы № 1 и 3. Машинный зал со всеми гидроагрегатами был затоплен. От действия напора воды, вращающейся крестовины и ротора генератора № 2 было частично разгромлены строительные конструкции здания. Полностью повреждены силовые щиты, шкафы управления, вторичная коммутация и цепи управления, масловоздушные сосуды, пассажирские лифты. Гидрогенераторы получили повреждения различной степени, в том числе от действия воды в большинстве из них, находившихся в работе, произошли короткие замыкания обмоток.
