Nonostante il nome del luogo con cui il disastro passò alla storia, una località a circa 100 km a nord di Kiev e poco distante dal confine con la Bielorussia, l'impianto nucleare faceva capo alla municipalità di Pryp"jat', da cui dista circa 3 km, laddove Černobyl' ne dista circa 18. Dal 1986 Pryp"jat' è una città fantasma e Černobyl' si è notevolmente spopolata.

Dopo circa quaranta minuti, tuttavia, l'enorme onda di maremoto (o tsunami), proveniente dal Oceano Pacifico, generata dal sisma, si abbatté sulla centrale, la quale non era adeguatamente protetta: le sue barriere anti-tsunami infatti erano alte meno di dieci metri, mentre l'onda di maremoto raggiungeva circa i quattordici metri. Lo tsunami distrusse i generatori di emergenza che alimentavano i sistemi di raffreddamento dei reattori 1, 2 e 3, e anche la linea elettrica ad alta tensione che li collegava ai reattori 5 e 6.^[7] Ciò causò un black-out elettrico e il blocco dei sistemi di raffreddamento nei primi tre reattori.

L'interruzione dei sistemi di raffreddamento e di ogni fonte di alimentazione elettrica, oltre ad un malfunzionamento del sistema di raffreddamento di emergenza passivo del reattore 1, nelle ore successive causò la perdita di controllo dei reattori 1, 2 e 3, che erano attivi al momento del terremoto. Tutti e tre i reattori subirono il meltdown completo, seppur in momenti diversi, in date comprese tra il 12 e il 15 marzo. Nelle ore e nei giorni successivi, negli edifici dei reattori si verificarono quattro distinte esplosioni, causate da fughe di idrogeno, alcune delle quali distrussero le strutture superiori degli edifici di due reattori.