Первый взрыв произошёл в 7:57 по московскому времени на станции «Лубянка» во втором вагоне именного поезда «Красная стрела», следовавшего в сторону станции «Улица Подбельского». По рассказам очевидцев, после первого взрыва эвакуация из метро не проводилась, по громкоговорителям передавались сообщения о задержках в движении и рекомендации воспользоваться наземным транспортом. Второй взрыв произошёл в 8:37 на станции «Парк Культуры» Сокольнической линии. По данным Главного управления Министерства по чрезвычайных ситуациям в результате двух взрывов погибли 38 человек и пострадало 72 человека. Среди пострадавших были два студента из Малайзии и один гражданин Филиппин.
Сразу после терактов было перекрыто движение поездов от станции «Спортивная» до станции «Комсомольская». По сообщениям правоохранительных органов в связи со взрывами в метро на станциях в Москве введён план «Вулкан». Также усилен паспортный режим, милиция переведена на усиленный вариант несения службы, увеличена плотность патрульных нарядов на улицах города и в метрополитене, к патрулированию метро были привлечены внутренние войска Министерства внутренних дел России. Под особую охрану были взяты аэропорты и вокзалы Москвы. В 17:09 станцию «Лубянка» открыли для пассажиров и метрополитен заработал в штатном режиме.


Глава государства возложил цветы к месту теракта на станции метро «Лубянка» и почтил память погибших.
По результатам взрывотехнической экспертизы, проведённой специалистами Федеральной службы безопасности, мощность взрывного устройства, сработавшего на станции «Лубянка», составила до 4 килограммов в тротиловом эквиваленте, а на станции «Парк Культуры» — от 1,5 до 2 кг в тротиловом эквиваленте. По утверждению директора ФСБ Александра Бортникова, основным взрывчатым веществом был гексоген, в качестве поражающих элементов использовались нарубленная на куски арматура и болты. По данным источника в группе, которая работает над анализом взрывчатки, эта взрывчатка состояла из пластита, а не из гексогена.
Вечером Президент России Дмитрий Медведев в центральном зале станции метро «Лубянка» возложил цветы к месту трагедии и почтил память погибших. Президент подчеркнул, что организаторы взрывов в московском метро будут найдены и уничтожены.

30 марта

В Москве день траура по погибшим в серии терактов 29 марта 2010 года.