Линкор был готов принять на борт адмирала Колчака с его походным штабом и выйти в море. Предполагалось, что охота за германскими сверхлинкорами успешно продолжится.

Но утром 7 октября в 6 часов 20 минут под первой башней линкора в зарядном погребе, где находились около трех тысяч пудов пороха, произошло возгорание, ставшее причиной мощного взрыва. 260 моряков, спавших в кубриках и каютах носовой части корабля, погибли практически сразу. Тысяча человек вступила в борьбу за корабль. Командующий флотом прибыл катером на линкор, где возглавил операцию по спасению линкора и экипажа. Пока правый крен тонущего судна не стал «закритическим» и палуба не прошла из-под ног, с огнем и водой боролись матросы — кочегары, баталеры, машинисты и трюмные. Сняв галстуки и белые жилеты, не отставали от них офицеры. Спустя 48 минут после первого взрыва корабль пошел ко дну, завалившись на правый борт.

Один из нижних чинов так описал свои впечатления от произошедшего с кораблем: «…взрыв произошел в носовой части корабля. Взорвался пороховой погреб первой башни, где находилось 44 с половиной тонны бездымного пороха. Затем взорвались еще два боковых погреба, а все остальные погреба остались целыми. Взрывы были ужасающей силы. Все, что находилось на палубе, силой взрыва снесло в море. Цистерны с нефтью тоже были взорваны, и горящая нефть образовала высокий огненный столб над кораблем. В Севастополе, что красовался в километре от корабля, при взрыве во многих домах вылетели оконные стекла… В разгар аварии командир корабля капитан 1-го ранга Кузнецов отдал распоряжение: — Кингстоны открыть! Команде спасаться! Корабль затопить! Распоряжение было исполнено в точности. Два трюмных машиниста и один офицер опустились в правую часть корабля и открыли кингстоны, правый борт начал быстро опускаться в воду. Исполнители распоряжения назад не вернулись, ибо выхода не было… Всюду бушевал огонь. Рвались снаряды. Матросы метались по палубе, ища спасения. Но спасения не было. Корабль горит; вокруг корабля тонут люди и тоже кричат о помощи. Для спасения погибающей команды почти вплотную к кораблю подошли два паровых моторных катера и начали вылавливать утопающих. Человеческий груз оказался настолько велик, что катера не могли двинуться ни взад, ни вперед. Оба перегруженные катера затонули… Потом подошли и другие катера, но близко к нашему кораблю не приближались. Да и действительно, невозможно было подойти к нему… Вдруг до матросов дошел слух, что „Императрица Мария“ перевернулась кверху килем. Мы бросились на верхнюю палубу и увидели такую картину: корабль, перевернувшись, лежит вдоль севастопольской бухты. Вокруг него мечутся катера и спасательные шлюпки. Из носовой части корабля фонтаном взлетает вода — и корабль постепенно погружается в воду… Мы узнали от прибывших с берега матросов, что водолазы, которые опускались на дно к кораблю „Императрица Мария“, обнаружили внутри корабля живых матросов. Матросы обречены на смерть, ибо корабль перевернулся кверху килем, и все люки опрокинуты вниз»[14].

Невзирая на то что гибель «Императрицы Марии» на севастопольском рейде оставила тяжелый осадок не только на флоте, но и высших эшелонах государственной власти, никто из морских командиров в Севастополе наказан не был. Для расследования причин катастрофы была создана специальная государственная комиссия.

21 октября 1916 года поездом из Петрограда в Севастополь отбыли её члены для проведения расследования причин гибели линейного корабля «Императрица Мария» под председательством адмирала Николаем Матвеевича Яковлева. Одним из участников этой комиссии был назначен генерал для поручений при морском министре, будущий советский кораблестроитель и академик Алексей Николаевич Крылов. За полторы недели работы перед комиссией прошли все оставшиеся в живых матросы и офицеры линкора «Императрица Мария». Был проведен поминутный анализ того, что происходило с линкором перед взрывом. Однако на главный вопрос — «отчего все же возник пожар?» — единого ответа дано не было. Мнения членов комиссии разделились. Рассмотрев возможные причины возникновения пожара в погребе, комиссия остановилась на трех наиболее вероятных: самовозгорание пороха, небрежность в обращении с огнем или самим порохом и, наконец, злой умысел. В заключении комиссии говорилось, что «прийти к точному и доказательно обоснованному выводу не представляется возможным, приходится лишь оценивать вероятность этих предположений…»

Вскоре морское министерство приступило к разработке срочных мер по подъему корабля и вводу его в строй. Генерал-лейтенант Крылов в докладной записке, поданной в комиссию по рассмотрению проектов подъема линкора, предложил один простой и оригинальный способ. Он предусматривал подъем линкора вверх килем путем постепенного вытеснения воды из отсеков сжатым воздухом, ввод в таком положении в док и заделку всех разрушений борта и палубы. Затем целиком герметизированный корабль предлагалось вывести на глубокое место и перевернуть, заполнив водой отсеки противоположного борта.

В эмиграции о подъеме «Императрицы Марии» преподавателем минных классов в севастопольском Морском корпусе, лейтенантом Владимиром Владимировичем Успенским, в 1915 году служившим мичманом на Черноморском флоте, было заявлено следующее: «Корабль лежал на дне вверх килем. В его днище водолазы вырезали круглое отверстие диаметром 3 метра и к нему приварили башенку. Она имела перегородку и две герметически закрывающиеся двери с перепускными воздушными кранами и манометрами. После этого в корпус стали закачивать воздух. Когда линкор всплыл, у бортов сделали добавочные крепления, и стало возможным через башенку проникнуть внутрь корабля… Внутри разрушения оказались просто чудовищны. Кроме взрыва пороха орудийной башни, взорвались патроны из погребов противоминной артиллерии. Взорвавшийся порох подбашенного отделения нашел выход газов не по вертикали, ибо ему мешала громадная тяжесть всей башенной установки, а немного в бок. Этой-то силой и выбросило в море боевую рубку, мачту и трубу…»

К концу 1916 года вода из всех кормовых отсеков была отжата воздухом, и корма всплыла на поверхность. В 1917 году всплыл весь корпус. В течение января — апреля 1918 года корабль отбуксировали ближе к берегу и выгрузили оставшийся боезапас.

В полемике с советскими писателями в конце 1970-х лейтенант Успенский писал из Парижа: «…Никакого последнего „страшного взрыва“ не было. После взрыва 2400 пудов пороха носовой башни начали взрываться пороховые погреба 130-миллиметровой артиллерии, но эти взрывы были несоизмеримо слабей. Вскоре после затопления подбашенного отделения 2-й башни корабль начал крениться, и этот крен, увеличиваясь, в конце концов, достиг критической величины, и линкор перевернулся. Перевернувшись, он не опустился на дно, а продолжал в течение суток оставаться на плаву, после чего опустился на дно…»

Несмотря на страшную потерю для Черноморского флота, он продолжал по-прежнему выполнять боевые задачи. В течение всей войны корабли флота успешно бомбардировали порты, базы и береговые объекты противника, оказывая тем самым помощь русской армии в её наступлении от Батума до Трапезунда и Платаны.

В феврале 1915 года, в преддверии британско-французской Дарданелльской операции, Ставка поставила перед флотом Черного моря новую важную задачу.