0时45分，班长作了记录，因车间内甲基异氧酸酯浓度高，加工车间停工。大约1时，加工车间操作人员打开了毒气警报器。几乎同时，工厂负责人和那位甲基异氰酸酯操作工证实，储罐610的甲基异氰酸酯正从废气洗涤器的排气口散入大气中，他们打开了固定的喷枪，把它们对准排气管和甲基异氰酸酯车间，以便尽可能地减少甲基异氰酸酯蒸气。用了2个喷枪之后，水到达了排气管顶端的上空，并向甲基异氰酸酯储罐和通向废气洗涤器的减压阀管线喷水，使之冷却，蒸汽从水泥裂缝中冒出来，表明储罐很热。在1时30分和2时30分之间某个时候，安全阀重新关闭，表明储罐的压力已低于安全阀所规定的40/im2(276kPa)表压，甲基异氰酸酯已停止散发。

甲基异氰酸酯生产经理报告，在1984年12月3日5时30分左右，摸了储罐，大约45~60℃，甲基异氰酸酯生产负责人报告，在3日6时废气洗涤器的苛性钠溶液储槽上的温度计是60℃，这表明甲基异氰酸酯曾发生反应。在事故期间，苛性钠溶液已进行循环。

在此次事故中，有近40剧毒的甲基异氧酸酯(MIC)及其反应物在2h内冲向天空，顺着7.4km的西北风，向东南方向飘荡，刹时间毒气弥漫，覆盖了相当部分市区(约64.7km2)。高温且密度大于空气的MC蒸气，在当时17℃的大气中，迅速凝聚成毒雾，贴近地面层飘移，许多人在睡梦中就离开了人世。而有更多的人被毒气熏呛后惊醒，涌上街头，人们被这骤然降临的灾难弄得晕头转向，不知所措。博帕尔市顿时变成了一座恐怖之城，一座座房屋完好无损满街遍野到处是人、畜和飞鸟的尸体，惨不忍睹。这次事故经济损失高达近百亿美元，震惊整个世界。

本次事故发生的原因是多方面的，在该厂MC生产过程中的技术、设备、人员素质、安全管理等许多方面都存在着问题。有人对本次事故进行了较详细的分析，找出了67条发生原因。在诸多原因中以下几条是主要原因。

事故发生的直接原因，610号储罐进入大量的水(残留物实验分析表明进入了450~900kg水)和产品中氯仿含量过高(标准要求≤0.5%，而实际发生事故时高达12%~16%)。1984年12月2日，当用氮气将MIC从610号储罐转送至反应罐时没有成功，部门负责人命令工人对管道进行清洗。按安全操作规程要求，应把清洗的管道和系统隔开，在阀门附近插上盲板，但实际作业时并没有插盲板。水进入610号储罐后与MC反应可产生CO2和热量。这类反应在20℃时进行缓慢，但因为热量累积，加之氯仿及光气提供的氯离子起催化作用，加速水和MC之间反应；而且氯离子腐蚀管道(新安装的安全阀排放集管不是不锈钢而是普通钢)，使其中含铁离子等催化MC发生聚合反应也产生大量的热，加速水与MC之间反应。热使MIC蒸发加剧，蒸气压上升，产生的CO2也使压力上升。故这类异常反应到后来愈来愈烈，导致罐内压力直线上升，温度急剧增高，造成泄漏事故发生。

事故发生的间接原因，主要是以下几点。

(1)厂址选择不当。建厂时未严格按工业企业设计卫生标准要求，没有足够的卫生隔离带。

(2)当局和工厂对MC的毒害作用缺乏认识。事故发生当夜，市长(原系外科医生)打电话问工厂毒气的性质，回答是气体没有什么毒性，只不过会使人流泪。一些市民打电话给当局问发生了什么事，回答是搞不清楚，并劝说居民，对任何事故的最好办法是呆在家里不要动。结果是不少人在家中活活被毒气熏死。在整个事故过程中，通讯系统对维持秩序和组织疏散方面没有发挥什么作用。农药厂的阿瓦伊亚医生说：“公司想努力发出一个及时的劝告，但被糟糕的印度通讯所阻断。在发生泄漏事故的当日早晨，我花了两个小时试图通过电话通知博帕尔市民，但得不到有关部门的回答。”