Трагедия произошла в ходе учений 12 августа 2000 года в водах Баренцева моря и унесла жизни 118 членов экипажа. Президент России своим Указом объявил 23 августа днем траура.
Уголовное дело было возбуждено Главной военной прокуратурой по ч. 3 ст. 263 УК РФ . Следствие возглавлял лично Генпрокурор России Владимир Устинов. После 1,5 лет кропотливой работы десятков экспертиз установлено, что «лица, участвовавшие в проектировании, изготовлении, хранении, приготовлении и эксплуатации торпеды 65-76А N1336А ПВ, не предвидели возможности ее взрыва и гибели экипажа вместе с кораблем и, по обстоятельствам дела, такой возможности предвидеть не могли».
Было принято решение о прекращении уголовного дела за отсутствием состава преступления, то есть по основанию, предусмотренному п. 2 ч. 1 ст. 24 УПК РФ. Нет состава преступления и в действиях кого-либо из членов экипажа АПРК «Курск». 118 моряков погибли, как герои. Вечная им память.
На первоначальном этапе было выдвинуто 18 рабочих версий. Основными из них являлись следующие: столкновение АПРК «Курск» с российским или иностранным подводным или надводным кораблем; поражение торпедой или ракетой российским или иностранным подводным или надводным кораблем; диверсия; террористический акт; подрыв на мине времен Великой Отечественной войны; гибель субмарины в результате нештатной ситуации с его вооружением.
Спустя более, чем год, было установлено, что катастрофа произошла 12 августа 2000 г. в 11.28 вследствие взрыва торпеды 65-76А внутри торпедного аппарата №4 и дальнейшего развития взрывного процесса в боевых зарядных отделениях торпед, находившихся в первом отсеке подводного крейсера.
Второй взрыв произошел в 11.30. 44. Он привел к полному разрушению носовой оконечности АПРК «Курск», конструкций и механизмов его первого, второго и третьего отсеков. Получив катастрофические повреждения, корабль затонул в 108 милях от входа в Кольский залив на глубине 110-112 метров.
В результате второго взрыва смерть всех моряков-подводников, тела которых в последующем извлечены из 2, 3, 4, 5 и 5-бис отсеков, наступила в промежуток времени от нескольких десятков секунд до нескольких минут.
После катастрофы в носовой части крейсера офицеры, находившиеся в 6-8 отсеках, перевели личный состав 6, 7 и 8 отсеков в 9 отсек, где общими усилиями продолжили борьбу за жизнь. В этом отсеке были выполнены необходимые действия по его герметизации для предотвращения поступления воды в отсек.
Возможность использования оставшимися в живых членами экипажа всплывающей спасательной камеры отсутствовала из-за разрушения носовых отсеков корабля, поэтому они стали готовиться к выходу на поверхность через спасательный люк 9-го отсека. Однако целый ряд объективных факторов не позволил этого сделать.
Согласно выводам экспертов, все находившиеся в 9-м отсеке подводники погибли от отравления угарным газом не позднее, чем через 8 часов после взрывов, то есть, не позднее 19 час. 30 мин. 12 августа 2000 г. В связи с этим к моменту обнаружения лодки спасти кого-либо из них было уже невозможно.
Операция по подъему тел погибших моряков-подводников началась 25 октября 2000 года, завершена 7 ноября 2000 года. 10 октября 2001 года «Курск» подняли и отбуксировали в Росляковский судоремонтный завод ВМФ. Из отсеков АПЛ за период осени 2000 года и осени-зимы 2001 года были извлечены и опознаны 115 из 118 погибших подводников.
Петербургский НИИ Минобороны разработал проект подъема «Булгарии» 
12 августа – 12-я годовщина гибели АПЛ «Курск»