Po 130 minutach od pierwszej usterki, górna część rdzenia reaktora została odsłonięta przez obniżający się w wyniku odparowywania poziom wody.

Ilość produkowanego ciepła gwałtownie się zwiększała wskutek postępującej reakcji między parą powstającą w reaktorze a cyrkonowymi okładzinami prętów paliwowych. Reakcja ta, uszkadzając osłonę, spowodowała zwiększenie radioaktywności krążącego chłodziwa, a pod wpływem wydzielającego się ciepła rdzeń reaktora osiągnął temperaturę 2760 °C i zaczął się topić. Wysoka temperatura w reaktorze spowodowała też rozkład pary wodnej na tlen i wodór.

Około 6 rano nastąpiła zmiana robocza w elektrowni. Nowa grupa zauważyła, iż temperatura w stabilizatorze ciśnienia jest za wysoka. Technicy otworzyli zawór rezerwowy w celu odpowietrzenia chłodziwa i zamknęli zawór bezpieczeństwa, ale w wyniku przecieku na zaworze około 950 m³ radioaktywnego chłodziwa dostało się już do budynku reaktora.