Okręt podwodny nie reagował na sygnały akustyczne z jednostki ratowniczej, nie zareagował też na awaryjny sygnał z żądaniem natychmiastowego wynurzenia się w postaci eksplozji w wodzie wiązek granatów ręcznych w grupach po trzy, o godzinie 10:40. Pięć minut później „Skylark” wysłał do dowództwa wiadomość o utracie kontaktu z „Thresherem” o godzinie 9:17. Do dowództwa floty w New London wiadomość dotarła jednak dopiero o 12:45.
Przebieg katastrofy: 07:47: „Thresher” zaczyna zanurzenie – celem jest stopniowe zejście do maksymalnej dopuszczalnej głębokości 400 m (teoretyczna wytrzymałość kadłuba pozwalała na zanurzenie do około 450–500 m, na której to głębokości kadłub uległby zniszczeniu). Okrętowi towarzyszy okręt ratowniczy „Skylark”, który utrzymuje łączność z „Thresherem”. 07:52: „Thresher” na głębokości 120 m. Załoga przeprowadza inspekcję kadłuba i nie stwierdza przecieków. 08:09: Kapitan informuje przez hydrotelefon (slangowo gertruda) o osiągnięciu głębokości 200 m (połowa planowanej głębokości zanurzenia). 08:25: „Thresher” osiąga 320 m. 09:02: „Thresher” rozpoczyna ostatnią fazę zanurzenia polegającą na powolnym krążeniu z bardzo wolnym schodzeniem na większą głębokość.