(Väike) plahvatus leidis aset kohaliku aja järgi teisipäeva õhtul kella 20.30 ajal. Pealtnägija rääkis ajalehele Het Laatste Nieuws, et nägi, kuidas käru plahvatas. Mõne meetri kaugusel seisid reisijad, kes aga viga ei saanud. Viimane, mida tunnistaja nägi, oli see, kuidas käru omanik liikus edasi rööbaste suunas. Tema riietest ulatusid välja juhtmed ning pealtnägijad kuulsid, et ta karjus enne plahvatust „Allahu akbar“.

Belgia siseministri Jan Jamboni teatel oli kahtlusalusel kaasas ka võimsam pomm, mis asus kärus, kuid ei plahvatanud (täielikult). Väike plahvatus, mis toimus, võis olla mõeldud suure pommi sütikuna. Suurem pomm oleks võinud tekitada palju suuremat kahju.

Kas mees kandis tõepoolest pommivööd, on ebaselge. Kohe pärast plahvatust lasid jaamas viibinud sõjaväelased mehe maha. Kesköö paiku kinnitas föderaalprokuratuur, et mees on surnud. Samal ajal oli raudteejaamas kohal demineerimisteenistus DOVO, et mehe surnukeha võimalike lõhkeainete leidmiseks läbi otsida.

Pärast kahtlusaluse mahalaskmist tühjendati raudteejaam viivitamatult inimestest. Kohale saabus massiliselt politseinikke ja sõjaväelasi. Kiiresti oli kohal ka kiirabi, kuid peale maha lastud kahtlusaluse keegi viga ei saanud.

Kohe peale plahvatust pandi paika ulatuslik ohutusperimeeter. Räägiti ka Brüsseli raekoja platsi Grande Place’i/Grote Markti evakueerimisest. Kiiresti ilmus erinevatesse kohtadesse Brüsselis täiendavalt politseinikke.

Pärast keskööd otsisid DOVO demineerijad läbi kahtlase auto Rue de Marché aux Herbes’il/Grasmarktil. Toimus kontrollitud plahvatus. Pärast seda turvatsoon avati.

Belgia peaminister Charles Michel kutsus kolmapäeva hommikuks kokku rahvusliku julgeolekunõukogu.