Khoảng 7:15 sáng, những người Tungus bản địa và người định cư Nga trên những quả đồi phía tây bắc hồ Baikal quan sát thấy một cột ánh sáng xanh, hầu như sáng bằng Mặt Trời, di chuyển ngang bầu trời[cần dẫn nguồn]. Khoảng 10 phút sau có một vụ nổ và một âm thanh "va chạm" lớn tương tự tiếng pháo nổ ngắn và ngày càng mở rộng ra xa. Những nhân chứng tận mắt chứng kiến vụ nổ nói rằng nguồn âm thanh di chuyển mỗi khi gặp chướng ngại, từ đông sang bắc. Tiếp sau âm thanh là một đợt sóng xung kích hất ngã mọi người và đập vỡ cửa sổ ở khoảng cách hàng trăm dặm. Đa số người chứng kiến đều chỉ thông báo về âm thanh và các cơn chấn động, không quan sát thấy vụ nổ; đối với những nhân chứng khác nhau quá trình vụ nổ và khoảng thời gian diễn ra của sự kiện cũng khác nhau.

Vụ nổ đã được các trạm địa chấn khắp vùng Âu-Á ghi nhận, và đã gây ra các dao động bất thường trong áp suất khí quyển ở mức đủ mạnh để có thể được phát hiện bằng các khí áp kế mới được phát minh khi đó tại Vương quốc Anh. Trong vài ngày sau, bầu trời đêm trở nên đỏ rực tới mức mọi người có thể đọc sách bằng ánh sáng đó. Tại Hoa Kỳ, Trạm quan sát Vật lý học thiên thể Smithsonian và Trạm quan sát Thiên văn Núi Wilson đã quan sát thấy sự giảm sút độ trong khí quyển kéo dài vài tháng.

Một số tường thuật của những người tận mắt chứng kiến

• Lời tường thuật của S. Semenov, như được ghi lại trong chuyến khảo sát của Leonid Kulik năm 1930.

Lúc buổi sáng tôi đang ngồi cạnh nhà, quay mặt về hướng bắc tại trạm Vanavara (65 kilômét hay 40 dặm phía bắc vụ nổ). [...] Bỗng tôi thấy ở đúng phía Bắc, bên trên con đường Tunguska của Onkoul, bầu trời bỗng chia làm hai và cột lửa lớn và cao xuất hiện bên trên khu rừng (như Semenov cho thấy, khoảng 50 độ phía trên - ghi chú của đoàn thám hiểm). Đoạn chia tách trên bầu trời ngày càng lớn, và toàn bộ phía bắc đều bị lửa bao trùm. Khi ấy tôi thấy nóng tới mức không chịu nổi, cứ như áo của tôi đang cháy vậy; từ phía bắc, nơi ngọn lửa đang bùng phát, cái nóng dữ dội ập đến. Tôi đã có ý định xé rách áo và ném nó đi, nhưng sau đó bầu trời bỗng tối sầm lại, và một tiếng vang lớn phát ra, và tôi bị đẩy bắn đi vài yard. Tôi mất cảm giác một lúc, nhưng sau đó vợ tôi chạy ra và đưa tôi vào nhà. Sau khi âm thanh đó lan tới, giống như đá đang lăn từ đỉnh núi xuống hay như tiếng bắn đạn pháo, mặt đất rung lên, và khi tôi ngã xuống mặt đất, tôi cố ngẩng đầu dậy, sợ rằng đá sẽ lăn nát đầu mình. Khi bầu trời lại sáng lên, những cơn gió nóng thổi tới giữa các ngôi nhà, giống như gió nóng thổi từ các khẩu pháo, chúng để lại dấu vết trên mặt đất thành những rãnh dài, và đã làm hư hại một số mùa màng. Sau này, chúng tôi thấy một số cửa sổ bị đập vỡ, và ở nhà kho một phần chiếc khóa thép đã bị gãy mất.

• Lời kể của Chuchan of Shanyagir tribe, được I.M.Suslov ghi lại năm 1926.

Tôi đang ở một ngôi lều ở ven sông với người anh/em tôi là Chekaren.

Khi ấy chúng tôi đang ngủ. Bỗng cả hai người cùng tỉnh giấc. Ai đó đã xô đẩy chúng tôi. Chúng tôi nghe thấy tiếng huýt và cảm thấy có gió mạnh. Chekaren nói, "Anh có nghe thấy những tiếng ồn của bọn chim bay trên đầu không?" Cả hai chúng tôi đều ở trong lều, không thể thấy điều gì đang diễn ra bên ngoài. Bỗng chốc, tôi lại bị xô mạnh một lần nữa, lần này mạnh tới mức tôi ngã vào đống lửa. Tôi cảm thấy sợ hãi. Chekaren cũng sợ. Chúng tôi bắt đầu khóc gọi cha, mẹ, anh em, nhưng không ai trả lời. Có những tiếng ầm ầm bên ngoài căn lều, và chúng tôi có thể nghe thấy tiếng cây cối đang đổ ngã. Tôi và Chekaren chui ra khỏi túi ngủ và định chạy ra ngoài, nhưng khi đó bỗng một tiếng sấm vang lên. Đó là tiếng sấm đầu tiên. Mặt đất bắt đầu di chuyển và đá, gió lao tới căn lều của chúng tôi, giật đổ nó. Tôi bị các cành cây quật ngã, nhưng đầu óc tôi vẫn tỉnh táo. Sau đó tôi thấy một cảnh tượng kỳ lạ: cây cối đổ xuống, cành lá bốc cháy, xung quanh trở nên sáng rực, tôi có thể nói thế nào nhỉ, như là có một mặt trời thứ hai vậy, tôi cảm thấy chói mắt, và thậm chí phải nhắm mắt lại. Nó giống cái mà người Nga gọi là sét. Và ngay sau đó tôi nghe thấy một tiếng sấm nổ lớn. Tiếng sấm thứ hai. Bầu trời buổi sáng có nắng, quang mây, mặt trời vẫn chiếu sáng như bình thường, và bỗng chốc đợt thứ hai lại đến!

Tôi và Chekaren gặp khó khăn khi chui ra khỏi căn lều đã đổ nát. Sau đó chúng tôi thấy ở bên trên, nhưng tại một nơi khác, có một chớp sáng khác, và tiếng nổ lớn vang tới. Đó là tiếng sấm thứ ba. Gió lại thổi, đẩy chúng tôi ngã, lại lật tung những cây cối đã ngã rạp.

Chúng tôi nhìn những cây đổ, nhìn những ngọn cây bị giật bay, nhìn những đám lửa. Bỗng nhiên Chekaren kêu lên "Nhìn trên kia kìa" và giơ tay chỉ. Tôi nhìn theo và thấy một ánh chớp lóe khác, và nó lại gây ra một tiếng nổ khác. Nhưng âm thanh không lớn như những lần trước. Đó là tiếng nổ thứ tư, tương tự tiếng sấm bình thường.

Bây giờ tôi nhớ rất rõ còn có thêm một tiếng nổ nữa, nhưng nó nhỏ, và xa hơn, ở tít nơi Mặt trời lặn.

• Báo Sibir, 2 tháng 7 năm 1908

Ngày 17 tháng 6, khoảng 9 giờ sáng, chúng tôi đã quan sát thấy một hiện tượng tự nhiên bất thường. Tại làng Karelinski bắc (200 verst phía Bắc Kirensk) những người nông dân thấy ở phía Tây-Bắc, trên đường chân trời, một vật thể vũ trụ sáng xanh (không thể nhìn trực tiếp vào) kỳ lạ, lao xuống đất trong khoảng 10 phút. Vật thể này có vẻ là một vật "hình ống", như hình trụ. Bầu trời quang mây, chỉ có một đám mây đen nhỏ được quan sát thấy ở đúng hướng vật thể lạ. Trời nóng và khô. Khi vật thể rơi gần xuống đất (khu rừng), nó dường như trở nên nhoè, và sau đó biến thành một đám sóng khói đen lớn, và mọi người nghe thấy một tiếng nổ lớn (không phải tiếng sấm), như tiếng một tảng đá cực lớn rơi xuống, hay như tiếng pháo bắn. Tất cả các ngôi nhà đều rung chuyển. Cùng lúc ấy đám mây bắt đầu phun lửa theo mọi hình dạng. Tất cả dân làng đều sợ hãi và lao ra đường phố, phụ nữ kêu khóc, cho rằng đó là thời điểm tận thế của thế giới.

Tác giả của những dòng này khi ấy đang ở trong rừng khoảng 6 verst phía Bắc Kirensk, và nghe thấy một tiếng nổ như pháo bắn từ phía Tây Bắc, âm thanh này lặp lại cách quãng liên tục trong 15 phút ít nhất 10 lần. Tại Kirensk một số cửa kính tường nhà phía tây bắc bị vỡ.

• Báo Sibirskaya zhiznj (Cuộc sống Siberi), 27 tháng 7 năm 1908

Khi thiên thạch rơi xuống, các chấn động mạnh trong mặt đất đã được quan sát thấy, và gần làng Lovat huyện Kansk mọi người nghe thấy hai tiếng nổ lớn, giống tiếng bắn pháo hạng nặng.

• Báo Krasnoyaretz, 13 tháng 7 năm 1908

Làng Kezhemskoe. Nơi quan sát thấy một hiện tượng khí quyển bất thường ngày 17. Lúc 7:43 sáng mọi người nghe thấy một tiếng động giống một cơn gió mạnh. Ngay sau đó là những tiếng sấm ghê sợ, tiếp theo là những cơn chấn động làm rung chuyển các ngôi nhà, như chúng bị một thân cây lớn hay một tảng đá nặng lao phải. Tiếng nổ đầu tiên rồi đến tiếng nổ thứ hai, sau đó là tiếng nổ thứ ba. Tiếp đó - khoảng thời gian ngắt quãng giữa tiếng nổ thứ nhất và tiếng nổ thứ ba là những đợt chấn động bất thường, tương tự như đường sắt khi có cả chục đoàn tàu cùng chạy qua. Sau đó 5 tới 6 phút một tiếng nổ như tiếng pháo bắn lan tới: 50 tới 60 loạt ngắn, với những đợt cách quãng như nhau, dần yếu đi. Sau 1,5 - 2 phút có thêm sáu tiếng nổ nữa, như những tiếng bắn đại bác, những rời rạc, và tiếp nối bởi những rung động.

Bầu trời, khi mới nhìn, có vẻ quang đãng. Không có gió hay mây. Tuy nhiên khi nhìn về phía Bắc, nơi phát ra những tiếng nổ, có một kiểu mây xám tro phía gần chân trời đang ngày càng nhỏ đi và tan bớt, và có lẽ tới khoảng 2-3 giờ chiều thì biến mất hoàn toàn.