26 квітня 1986 при проведенні проєктних випробувань однієї з систем забезпечення безпеки приблизно о 1:23:47 відбувся вибух, який повністю зруйнував реактор. Будівля енергоблоку, покрівля машинного залу частково обвалилися. У різних приміщеннях і на даху виникло понад 30 вогнищ пожеж. Основні осередки пожежі на даху машинного залу до 2:10 і на даху реакторного відділення до 2:30 були пригнічені. До 5:00 26 квітня пожежа була ліквідована.
Після розтравлення палива зруйнованого реактора приблизно о 20:00 26 квітня у різних частинах центрального залу 4 блоку виникла пожежа великої інтенсивності. До гасіння пожежі внаслідок важкої радіаційної обстановки і значної потужності горіння штатними засобами не приступали. Для ліквідації загоряння та забезпечення підкритичності дезорганізованого палива використовувалася вертолітна техніка.
У перші години розвитку аварії був зупинений сусідній 3-й енергоблок, відбулись відключення устаткування 4-го енергоблока і розвідка стану аварійного реактора.
У результаті аварії стався викид у довкілля до 14× 1018 Бк, що становить приблизно 380 мільйонів кюрі радіоактивних речовин, зокрема ізотопів урану, плутонію, йоду-131, цезію-134, цезію-137, стронцію-90.
Безпосередньо під час вибуху на четвертому енергоблоці загинув старший оператор Валерій Ходемчук. Володимир Шашенок, його товариш, помер вранці від отриманих травм. 27 квітня 104 постраждалих були евакуйовані до Московської лікарні № 6. Згодом, у 134 співробітників ЧАЕС, членів пожежних та рятувальних команд розвинулася променева хвороба, 28 з них померли протягом наступних кількох місяців.
Для ліквідації наслідків аварії розпорядженням Ради Міністрів СРСР була створена урядова комісія, головою якої був призначений заступник голови Ради міністрів СРСР Борис Щербина.
Основна частина робіт була виконана в 1986-1987, в них брали участь приблизно 240 000 осіб. Загальна кількість ліквідаторів (включаючи подальші роки) становить близько 600 000.
У перші дні основні зусилля були спрямовані на зниження радіоактивних викидів зі зруйнованого реактора і запобігання набагато серйозніших наслідків.
Потім почалися роботи по очищенню території і похованню зруйнованого реактора. Уламки, розкидані по території АЕС і на даху машинного залу були прибрані всередину саркофага або забетоновані. Довкола 4-го блоку почалось спорудження бетонного «саркофага» (так званий об'єкт «Укриття»). У процесі будівництва «саркофагу» було укладено понад 400 тисяч м³ бетону та змонтовано 7 000 тонн металоконструкцій. 30 листопада 1986 по завершенню його спорудження Актом Державної приймальної комісії законсервований четвертий енергоблок був прийнятий на технічне обслуговування.
Наказом № 823 від 26 жовтня для експлуатації систем і обладнання об'єкта «Укриття» був організований реакторний цех четвертого блоку.
22 травня 1986 постановою ЦК КПРС і Ради Міністрів СРСР № 583 було встановлено термін введення в експлуатацію енергоблоків № 1 і 2 ЧАЕС - жовтень 1986. У приміщеннях енергоблоків першої черги проводилася дезактивація, 15 липня 1986 закінчився її перший етап.
У серпні на другій черзі ЧАЕС роз'єднали комунікації, загальні для 3-го і 4-го блоків, була зведена бетонна розділова стіна в машинному залі.
Після виконаних робіт з модернізації систем станції, передбачених заходами, затвердженими Міненерго СРСР 27 червня 1986 і спрямованими на підвищення безпеки АЕС з реакторами РБМК, 18 вересня було отримано дозвіл на початок фізичного пуску реактора першого енергоблоку.
1 жовтня 1986 був запущений перший енергоблок і о 16:47 його підключили до мережі.
5 листопада відбувся запуск енергоблоку № 2.
24 листопада 1987 почався фізичний запуск реактора третього енергоблока, енергетичний запуск відбувся 4 грудня.
31 грудня 1987 рішенням Урядової комісії № 473 було затверджено акт приймання в експлуатацію 3-го енергоблока ЧАЕС після ремонтно-відновлювальних робіт.