De explosie had plaats bij het station Sennaja Plosjtsjad, in het centrum van de stad. Verscheidene Russische staatsmedia berichtten aanvankelijk dat ook een metrostation bij het Instituut voor Technologie door een ontploffing was opgeschrikt. Later meldden de meeste staatsmedia dat de explosie zich voordeed in een coupé van een metrovoertuig dat tussen de twee stations reed. In die coupé zou springstof zijn geëxplodeerd. Alle metrostations in Sint-Petersburg zijn inmiddels gesloten.

Volgens bronnen bij de regering was sprake van een aanslag met een fragmentatiebom. Maar president Vladimir Poetin zei dat de oorzaak van het bloedbad in het metrosysteem nog niet bekend is.Hij liet weten dat de autoriteiten alle opties openhouden, inclusief terrorisme. Poetin bevond zich op het moment van de ontploffing in een paleis net buiten Sint-Petersburg. Hij had daar maandag een afspraak met zijn Wit-Russische ambtgenoot Aleksandr Loekasjenko. Ze willen een eind maken aan de al maandenlang smeulende crisis in de onderlinge betrekkingen. Die zou vooral gaan over de schuld die de Wit-Russen nog hebben wegens de levering van olie en gas.

De verantwoordelijkheid voor de explosie is niet opgeëist. Sint-Petersburg is de afgelopen jaren niet door aanslagen getroffen. Moskou is wel meerdere malen geraakt door terreuracties. De meeste aanslagen in de hoofdstad waren het werk van moslimterroristen uit de Russische deelrepubliek Tsjetsjenië.