第一宗爆炸發生在當地時間7時56分，一列地鐵列車在行駛至莫斯科市中心的盧比揚卡站(Lubyanka)時，第二節車廂突然發生爆炸，造成至少25人死亡，數十人受傷。爆炸地點盧比揚卡地鐵站就位于俄路斯聯邦安全局總部附近。約40分鐘後，文化公園(Park Kultury)地鐵站發生了第二宗爆炸，該地點距離克里姆林宮不遠。
這宗爆炸造成至少12人死亡，20多人受傷。新華社引述俄羅斯緊急情況部部長蕭依古(Sergei Shoigu)說，到目前為止，兩宗爆炸事件已造成至少37人死亡，102人受傷。
俄羅斯官方表示，行兇者是兩名女子，二人使用無殼炸彈施襲，威力大概相當于3公斤TNT炸藥。俄羅斯聯邦安全局指出，襲擊者相信來自北高加索區，他們已找到了兩名女自殺炸彈客的尸體，她們均居住在北高加索地區。當局正在確定恐怖事件參與者的活動範圍，並採取措施防止發生挑釁行為。
據美國有線新聞網報道，一個與車臣分裂分子有關聯的網站，已宣稱對莫斯科發生的地鐵爆炸案負責。
俄羅斯總統梅德韋杰夫聲言，將堅定與恐怖分子作戰到底。他已下令在全國範圍內，加強機場安保。中國與歐美多個國家均譴責此次恐怖襲擊事件。
受到自殺式襲擊的兩個地鐵站，都接近克里姆林宮。早上發生爆炸後，莫斯科大多數地鐵線路仍然在運行，但是很多人設法坐汽車上班，造成路面交通嚴重堵塞。
而莫斯科周二將宣布為該市哀悼日，悼念爆炸事件中的死難者。這次事件是自2004年以最血腥的襲擊，當年莫斯科兩個地鐵站亦遭炸彈襲擊，造成41人死250人傷。