На третий день около 13:05 в школе произошли взрывы, и позже возник пожар, в результате чего произошло частичное обрушение здания. После первых взрывов заложники начали выбегать из школы, и федеральными силами был предпринят штурм. Во время хаотичной перестрелки, в том числе с участием гражданских лиц, пользовавшихся личным оружием, было убито 28 террористов (трое, включая одну из смертниц, погибли в период с 1 по 2 сентября). Единственный пойманный живым террорист, Нурпаша Кулаев, был арестован и впоследствии приговорён судом к пожизненному заключению.
Хотя большинство заложников были освобождены в ходе штурма, в результате теракта 334 человека, из них 186 детей, были убиты и свыше 800 ранены.