Образовавшаяся мощная волна пороховых газов моментально разрушила несколько переборок в корму от носовой группы погребов, ворвалась в отсеки котельных отделений и вырвалась наверх через дымоходы, и в этот момент наблюдатели увидели высокий султан дыма, взметнувшийся из трубы. Отсюда появилась ошибочная версия, что одновременно с основным взрывом корабль был поражен еще одной бомбой в дымовую трубу. Впоследствии, однако, обнаружилось, что даже предохранительная сетка на трубе осталась целой.
Факт именно порохового взрыва подтверждался тем, что большинство наблюдателей определило звук как удивительно слабый, а некоторые вообще позже описывали этот звук даже не как взрыв, а как нечто похожее на “гигантский вздох”. Если бы произошла детонация 356-мм снарядов главного калибра (т.н. “бризантный” взрыв), картина катастрофы была бы совсем другой. Раздался бы оглушительный грохот, слышный на десятки километров, а корпус корабля, по крайней мере в районе взрыва, был бы не разорван и искорежен, а буквально раздроблен на тысячи кусков, которые разлетелись бы не на десятки и сотни метров, а на многие километры. Скорее всего, в этом случае немедленно произошла бы и детонация погребов кормовой группы башен, и от корпуса “Arizona” вообще мало бы что осталось.
Однако и пороховой взрыв вызвал поистине катастрофические последствия. Найденный газами путь “расширения” через котельные отделения и дымовую трубу – оказался слишком “тесен”, и за доли секунды нарастающее давление взрывных газов на обширном протяжении разрушил корпус корабля.
Осмотр после атаки показал, что тяжелые верхние палубы хоть и с противоосколочным бронированием несколько затруднили исход энергии взрыва вверх. В результате в районе носовых башен газы буквально вырвали небронированную часть наружного борта над броневым поясом, полностью разрушив все переборки и конструкции между броневой палубой и палубой полубака. Сами носовые башни и тяжелые броневые барбеты, на мгновение как бы “подпрыгнув”, вновь опустились на место и “провалились” на 7 метров вниз, в разрушенный и “выпотрошенный” корпус. Тяжелая носовая надстройка с броневой рубкой и треногой мачтой завалилась вперед, нависнув над районом разрушений под углом примерно 45°.
Большие повреждения получила и подводная часть. Сразу под броневым поясом силой взрыва обшивка и внутренние переборки были моментально вырваны, и вода быстро затопила всю носовую часть до машинного отделения, поскольку в первые же пару секунд все переборки в нос от него были разрушены. Сам броневой пояс, однако, сыграл роль “пояса” в истинном смысле, направив энергию взрыва по нескольким боковым направлениям, но не допустив разрыва корпуса. Корабль опустился на дно искореженным, но целым.
Большинство членов экипажа, находившихся в носовой части, особенно на открытых боевых постах, при взрыве погибли сразу. Многие были контужены и сброшены взрывной волной в воду, где они должны были вновь искать спасение от быстро разливающейся горящей нефти. Ближайшими отсеками корабля, не пострадавшими от взрыва и затопления, стали погреба кормовой группы башен ГК, но и туда быстро проникала вода через появившиеся трещины и разрывы в переборках. Вскоре кормовая часть, продолжая гореть, погрузилась в воду почти по верхнюю палубу. В это время в корабль попали еще четыре (судя по всему, 800- кг бомбы). Однако на фоне грандиозного пожара и заволакивающего все вокруг дыма их попадание прошло почти незамеченным.
Несмотря на скоротечность гибели корабля, многие члены экипажа сумели показать выдающиеся образцы профессионализма, личной храбрости и даже героизма на боевом посту. Так, лейтенант-коммандер Сэмюэл Фукуа, офицер по борьбе за живучесть, возглавил борьбу с пожарами и организовал эвакуацию уцелевших членов экипажа, и его активные и грамотные действия спасли много жизней. Впоследствии он был награжден Медалью Почета.
По окончании японской атаки все спасательные средства флота были брошены на помощь аварийным кораблям. В первую очередь проводилась борьба с огнем, однако пожар на выступающей из воды части “Arizona” продолжался еще более 2 суток из-за нефти, которая продолжала вытекать из цисцерн. Когда огонь был наконец потушен, специальные команды приступили к поиску и извлечению из обломков корабля останков погибших. Так, в одном из помещений были найдены тела погибшего почти в полном составе корабельного оркестра. Адмирал Айзек Кидд и командир линкора кэптен Ф. Ван Валькенбург в момент взрыва находились на мостике и погибли мгновенно. Посмертно они также были награждены Медалью Почета.