Весомую долю в создании опасной ситуации внес и капитан теплохода «Петр Васев». Он без колебаний согласился нарушить МППСС-72, когда в 22.47 состоялся радиотелефонный разговор с береговым постом и «Адмиралом Нахимовым». Причем свое согласие он дал в условиях, когда визуально еще не видел «Адмирала Нахимова», ибо ходовые огни парохода терялись на фоне береговых огней и их трудно было заметить. Они были обнаружены лишь в 23 часа, т. е. за 12 минут до столкновения. Если бы капитан теплохода «Петр Васев» наблюдал ситуацию быстрого сближения двух крупных судов визуально, он неизбежно почувствовал бы угрозу. Но он не наблюдал за окружающей обстановкой, а неотрывно смотрел на экран САРП (системы автоматической радиолокационной прокладки), где реальные суда представлены в виде светящихся точек, перемещающихся относительно друг друга. Это явление, известное как «радиолокационный гипноз», сыграло коварную роль не с одной сотней капитанов. Находясь в таком «гипнозе», капитан утрачивает способность связать воедино картинку на экране радиолокатора с реальной действительностью.
Лишь в 23 ч 0,5 мин капитан теплохода «Петр Васев» под воздействием настойчивых просьб второго помощника капитана с парохода «Адмирал Нахимов» оторвался от экрана САРП и приказал снизить ход до среднего, хотя дистанция между судами не превышала 2 миль. Теплоход «Петр Васев» тем временем продолжал идти прежним курсом, хотя и на экране САРП, и визуально было видно, что пеленг на пароходе «Адмирал Нахимов» практически не меняется. Это означало, что суда должны сойтись в одной точке, где и произойдет столкновение. Необходимо было немедленно действовать, поскольку, во-первых, капитан взял на себя обязательство пропустить «Адмирала Нахимова», хотя фактически не выполнил его, во-вторых, капитан обязан был предпринять «маневр последнего момента», который означает, что каждое судно должно предпринять какие-то действия, чтобы избежать столкновения, если столкновения не избежать при действиях одного судна. Лучшим маневром в сложившейся ситуации было бы положить руль «право на борт» и уйти с пути «Адмирала Нахимова». Менее эффективным, но полезным мог быть немедленный «полный ход назад» в тот момент, когда в 23 ч 0,5 мин капитан теплохода «Петр Васев» увидел реальное положение вещей. Однако вместо полного заднего хода он уменьшил его с полного до среднего вперед, хотя при такой большой массе судна и груза снизить скорость невозможно в течение нескольких минут. Иначе говоря, гигантское судно упрямо и на большой скорости надвигалось на пароход, где находились сотни людей.
В 23 ч 0,7 мин, за 5 минут до столкновения, капитан снизил ход до малого, а еще через полминуты дал «стоп». Только в 23 ч 0,9 мин он дал «малый назад», а через минуту, когда по радиотелефону раздался отчаянный крик второго помощника капитана парохода «Адмирал Нахимов»: «Немедленно работайте назад!», дал «средний» и тут же «полный назад». Но было поздно. Для запуска машины с полного переднего до полного заднего требуется намного больше времени, чем оставалось в реальной ситуации. Винт теплохода «Петр Васев» едва набрал обороты на задний ход, как последовало столкновение. Нос теплохода почти под прямым углом врезался в правый борт парохода «Адмирал Нахимов». Мощный бульб «Петра Васева» пробил огромную дыру в корпусе «Адмирала Нахимова», которая еще более увеличилась из-за того, что пароход под действием машин стремился вперед, и бульб, вошедший в его корпус, рвал обшивку, распространяя пробоину на соседние отсеки. В считанные секунды вода затопила два отсека судна, в том числе машинное отделение. На пароходе погас свет. Судно начало быстро крениться на правый борт. Была дана команда спускать спасательные средства (плоты и шлюпки), но все произошло так быстро, что большая часть их так и не была спущена на воду и ушла на дно вместе с судном, которое затонуло через 8 минут после столкновения. Особенно тяжелым было положение людей, находившихся во внутренних помещениях судна. В абсолютной темноте, при нарастающем крене, не зная путей эвакуации, многие из них были обречены на гибель. В лучшем положении оказались те, кто в момент катастрофы находился на открытой палубе. Но те из них, кто не умел плавать, а большинство оказалось в воде без спасательных поясов, также погибли.
Когда произошло столкновение, судно находилось в 14–15 км от Новороссийского порта и на расстоянии 3,5 км от берега. Волнение на море было 3–3,5 балла. Пароход «Адмирал Нахимов» затонул через 7–8 минут. Удалось спасти 836 человек. Для спасательных работ было привлечено 60 плавсредств, 20 вертолетов и 80 водолазов. 4 сентября были подняты тела 116 погибших.