Przebieg zdarzenia O godzinie 17:55 służby bezpieczeństwa powiadomiły jednostkę straży pożarnej o wybuchu pożaru w jednym z magazynów portowych, informując o płonących sztucznych ogniach. Do akcji skierowano 9 strażaków i jedną ratowniczkę. Po dotarciu na miejsce, widząc, że pożar jest znacznie potężniejszy, niż się spodziewali, zdążyli wezwać wsparcie. O godzinie 18:08:18 czasu wschodnioeuropejskiego letniego (EEST) doszło do potężnej eksplozji. Uszkodzone przez falę uderzeniową zostały budynki oddalone nawet o 10 kilometrów, a wybuch był słyszalny w odległości 240 km – na Cyprze. Według danych zebranych przez specjalistów z United States Geological Survey (USGS) wywołana została fala sejsmiczna o magnitudzie 3,3. W miejscu eksplozji powstał krater o średnicy ponad 120 metrów. Dogaszanie pożarów na terenie portu trwało przez noc z 4 na 5 sierpnia, strażaków wspierały helikoptery armii libańskiej.
Przyczyny wybuchu O godzinie 23:00 czasu polskiego 4 sierpnia 2020 Główny Komendant Obrony (General Security Chief) Abbas Ibrahim przekazał informację, że w portowym magazynie było składowanych 2750 ton azotanu amonowego, który miał być wkrótce wysłany do Afryki.