เช้าวันที่ 11 กันยายน พ.ศ. 2544 โจรจี้เครื่องบิน 19 คนยึดเครื่องบินพาณิชย์สี่เครื่องระหว่างทางไปซานฟรานซิสโกและลอสแอนเจลิสหลังนำเครื่องขึ้นจากบอสตัน เนวาร์ค และวอชิงตัน ดี.ซี. โจรเจตนาเลือกจี้เครื่องบินที่ต้องบินเป็นระยะทางไกลเพราะมีน้ำมันอยู่มาก เมื่อเวลา 8.46 น. โจรจี้เครื่องบินห้าคนนำเที่ยวบินอเมริกันแอร์ไลน์ เที่ยวบินที่ 11 พุ่งเข้าชนกับตึกเหนือของเวิลด์เทรดเซ็นเตอร์ (1 WTC) และเมื่อเวลา 9.03 น. โจรอีกห้าคนได้นำเที่ยวบินยูไนเต็ดแอร์ไลน์ เที่ยวบินที่ 175 พุ่งเข้าชนตึกใต้ (2 WTC)

คนร้ายห้าคนนำเที่ยวบินอเมริกันแอร์ไลน์ เที่ยวบินที่ 77 พุ่งเข้าชนอาคารเพนตากอนเมื่อเวลา 9.37 น. ส่วนเที่ยวบินที่สี่ ภายใต้การควบคุมของคนร้ายสี่คน ชนยูไนเต็ดแอร์ไลน์ เที่ยวบินที่ 93 ใกล้กับแชงค์วิลล์ รัฐเพนซิลเวเนีย เมื่อเวลา 10.03 น. หลังผู้โดยสารสู้กับคนร้าย เป้าหมายแท้จริงของเที่ยวบิน 93 นั้นเชื่อกันว่าน่าจะเป็นอาคารรัฐสภาหรือไม่ก็ทำเนียบขาวเครื่องบันทึกเสียงห้องนักบินของเที่ยวบินที่ 93 เปิดเผยว่า ลูกเรือและผู้โดยสารพยายามยึดการควบคุมเครื่องคืนจากคนร้าย หลังทราบผ่านโทรศัพท์ว่ามีเครื่องบินที่ถูกจี้คล้ายกันพุ่งเข้าชนอาคารเช้าวันนั้นเมื่อชัดเจนแก่คนร้ายแล้วว่าผู้โดยสารอาจยึดเครื่องคืน คนร้ายคนหนึ่งจึงออกคำสั่งที่เหลือให้หมุนเครื่องบินและตั้งใจให้เครื่องตกไม่นานหลังจากนั้น เที่ยวบินที่ 93 ตกในทุ่งใกล้กับแชงค์วิลล์

ผู้โดยสารบางคนสามารถใช้โทรศัพท์ได้โดยใช้บริการแอร์โฟนเคบิน และโทรศัพท์เคลื่อนที่ และให้รายละเอียดว่ามีคนร้ายจี้เครื่องบินหลายคนบนเครื่องบินแต่ละเครื่อง มีการใช้สเปรย์พริก (mace) แก๊สน้ำตา หรือสเปรย์พริกไทย และบางคนบนเครื่องถูกแทง รายงานชี้ว่าโจรจี้เครื่องบินแทงและฆ่านักบิน พนักงานต้อนรับบนเครื่อง และผู้โดยสารหนึ่งคนหรือมากกว่าในรายงานสุดท้าย คณะกรรมการ 9/11 พบว่า โจรจี้เครื่องบินได้ซื้อเครื่องมืออเนกประสงค์และเลือกมีดและใบมีด พนักงานต้อนรับบนเที่ยวบินที่ 11 ผู้โดยสารบนเที่ยวบินที่ 175 และผู้โดยสารบนเที่ยวบินที่ 93 กล่าวว่าคนร้ายจี้เครื่องบินมีระเบิด แต่มีผู้โดยสารอีกคนหนึ่งกล่าวเช่นกันว่า เขาคิดว่าระเบิดเป็นของปลอม เอฟบีไอไม่พบร่องรอยวัตถุระเบิดที่จุดตก และคณะกรรมการ 9/11 สรุปว่าระเบิดอาจเป็นของปลอม

เมื่อเป็นที่ทราบแล้วว่าเที่ยวบินที่ 11 ถูกจี้เครื่อง เครื่องบินเอฟ-15 สองลำเร่งรีบออกจากฐานป้องกันแห่งชาติทางอากาศโอติสในรัฐแมสซาชูเซตส์ และขนมาทางอากาศก่อนเวลา 8.53 น. หน่วยบัญชาการป้องกันอวกาศอเมริกาเหนือ (NORAD) มีประกาศ 9 นาทีว่า เที่ยวบินที่ 11 ถูกจี้เครื่อง แต่เพราะการสื่อสารที่เลวกับสำนักงานบริหารการบินแห่งชาติ (FAA) จึงไม่รับทราบเกี่ยวกับเที่ยวบินอื่นก่อนที่จะชนกับอาคาร หลังอาคารคู่ถูกชนทั้งสองหลังแล้ว เครื่องบินขับไล่เร่งรีบออกมากมากขึ้นจากฐานทัพอากาศแลงเลย์ในรัฐเวอร์จิเนีย เมื่อเวลา 9.30 น.[29] ต่อมาเวลา 10.20 น. มีคำสั่งให้ยิงอากาศยานพาณิชย์ลำใดก็ตามที่สามารถชี้ว่าถูกจี้เครื่อง คำชี้แจงเหล่านี้ไม่ได้ถ่ายทอดมาทันเวลาที่เครื่องบินขับไล่จะปฏิบัติการ เครื่องบินขับไล่บางลำนำเครื่องขึ้นสู่อากาศโดยไม่มีกระสุนจริง และทราบว่าการขัดขวางคนร้ายมิให้นำเครื่องบินชนเป้าหมายที่ตั้งใจไว้ นักบินจะต้องใช้วิธีการชนเครื่องบินขับไล่ลำที่ตนขับมานั้นเข้ากับเครื่องบินที่ถูกจี้ และดีดตัวออกจากเครื่องในช่วงสุดท้าย ในการสัมภาษณ์นักบินเครื่องบินขับไล่ที่ตอบสนองจากฐานป้องกันแห่งชาติทางอากาศโอติส นักบินคนหนึ่งกล่าวว่า "จะไม่มีใครเรียกเราว่าวีรบุรุษ หากเรายิงเครื่องบินทั้งสี่ลำในวันที่ 11 กันยายน"

อาคารสามหลังในกลุ่มอาคารเวิลด์เทรดเซ็นเตอร์ถล่มลงมาเพราะความเสียหายทางโครงสร้าง[35] ตึกใต้ถล่มลงเมื่อเวลา 9.59 น. หลังเพลิงลุกไหม้นานกว่า 56 นาที ซึ่งเกิดจากยูไนเต็ดแอร์ไลน์ เที่ยวบินที่ 175 พุ่งชนอาคาร[35] ตึกเหนือถล่มลงมาเมื่อเวลา 10.28 น. หลังเพลิงลุกไหม้นานกว่า 102 นาที[35] เมื่อตึกเหนือถล่ม เศษซากปรักหักพักตกลงมาโดนอาคาร 7 เวิลด์เทรดเซ็นเตอร์ที่อยู่ใกล้เคียง ทำให้อาคารเสียหายและเกิดเพลิงไหม้ ไฟเหล่านี้ลุกไหม้นานหลายชั่วโมง เป็นอันตรายต่อความสมบูรณ์ของโครงสร้างอาคาร กระทั่ง 7WTC ถล่มลงมาเมื่อเวลา 17.21 น.

อากาศยานทุกลำภายในสหรัฐอเมริกาแผ่นดินใหญ่ถูกสั่งห้ามขึ้นบิน และอากาศยานที่กำลังบินอยู่ถูกบังคับให้ลงจอดทันที อากาศยานพลเรือนระหว่างประเทศทุกลำหันหลังกลับหรือเปลี่ยนเส้นทางไปยังท่าอากาศยานในแคนาดาหรือเม็กซิโก และเที่ยวบินระหว่างประเทศทั้งหมดถูกห้ามลงจอดบนแผ่นดินสหรัฐเป็นเวลาสามวัน เหตุโจมตีสร้างความสับสนอย่างกว้างขวางในหมู่สำนักข่าวและผู้ควบคุมการจราจรทางอากาศ ในการรายงานข่าวที่ไม่ได้รับการยืนยันและมักขัดแย้งกันที่ออกอากาศทั้งวันนั้น หนึ่งในข่าวที่แพร่หลายที่สุดว่า มีคาร์บอมบ์ถูกจุดระเบิดที่สำนักงานใหญ่กระทรวงการต่างประเทศสหรัฐในกรุงวอชิงตัน ดี.ซี. เครื่องบินอีกลำหนึ่ง เดลตาแอร์ไลน์ เที่ยวบินที่ 1989 ต้องสงสัยว่าถูกจี้เครื่อง แต่กลับกลายเป็นว่าไม่จริง หลังเครื่องตอบรับผู้ควบคุมและลงจอดอย่างปลอดภัยในคลีฟแลนด์ รัฐโอไฮโอ

ในการสัมภาษณ์ในเดือนกันยายน พ.ศ. 2545 คาลิด ซีกห์ โมฮัมเหม็ด (Khalid Sheikh Mohammed) และรอมซี บิน อัล-ชิบฮ์ (Ramzi bin al-Shibh) ผู้ซึ่งถูกเชื่อว่าเป็นผู้จัดการโจมตี กล่าวว่า เป้าหมายที่ตั้งใจไว้ของเที่ยวบินที่ 93 คือ อาคารรัฐสภาสหรัฐ มิใช่ทำเนียบขาว ระหว่างขั้นวางแผนการโจมตี ฮาเหม็ด อัตตา (Mohamed Atta) โจรจี้เครื่องบินและนักบินเที่ยวบินท่ 11 คิดว่าทำเนียบขาวอาจเป็นเป้าหมายที่ยากเกินไป และสอบถามการประเมินจาก Hani Hanjour ผู้ซึ่งภายหลังจี้เครื่องบินและเป็นนักบินของเที่ยวบินที่ 77โมฮัมเหม็ดยังว่า เดิมอัลกออิดะฮ์วางแผนจะพุ่งเป้าไปยังโรงงานนิวเคลียร์แทนเวิลด์เทรดเซ็นเตอร์และเพนตากอน แต่ตัดสินใจคัดค้าน ด้วยเกรงว่าทุกสิ่งอาจ "อยู่นอกเหนือการควบคุม"ตามข้อมูลของโมฮัมเหม็ด การตัดสินใจเลือกเป้าหมายครั้งสุดท้ายอยู่ในมือของนักบิน

มีผู้เสียชีวิตทั้งสิ้น 2,996 คนจากเหตุวินาศกรรมครั้งนี้ ประกอบด้วยโจรจี้เครื่องบิน 19 คน และเหยื่อ 2,977 คน เหยื่อนี้แบ่งเป็น 246 คนบนเครื่องบินทั้งสี่เครื่อง (ซึ่งไม่มีผู้รอดชีวิตเลยแม้แต่คนเดียว), 2,606 คนในนครนิวยอร์ก ซึ่งมีทั้งที่อยู่ในอาคารระฟ้าทั้งสองและบนพื้นดิน และ 125 คนที่อาคารเพนตากอน เหยื่อเกือบทั้งหมดเป็นพลเรือน แต่มีทหาร 55 นายเสียชีวิตที่เพนตากอน

คนทำงานและผู้เยี่ยมชมมากกว่า 90% ที่เสียชีวิตในหอคอยทั้งสองนั้นอยู่บนหรือเหนือชั้นที่เป็นจุดที่ถูกเครื่องบินชน ในอาคารเหนือ มี 1,355 คนอยู่ในชั้นหรือเหนือชั้นที่เป็นจุดที่ถูกชน ซึ่งติดอยู่หรือเสียชีวิตด้วยการสูดหายใจเอาควันเข้าไป ตกลงหรือกระโดดออกจากอาคารเพื่อหนีควันและเปลวไฟ หรือเสียชีวิตหลังอาคารถล่มลงมาหลังจากนั้น มีอีก 107 คนที่อยู่ต่ำกว่าชั้นที่ถูกชนไม่รอดชีวิต ในอาคารใต้ มีปล่องบันไดปล่องหนึ่งยังไม่ได้รับความเสียหาย ทำให้มี 18 คนหลบหนีจากชั้นเหนือกว่าชั้นที่ถูกชนได้ ในอาคารใต้มีผู้เสียชีวิต 630 คน น้อยกว่าครึ่งหนึ่งของผู้เสียชีวิตในอาคารเหนือ ผู้เสียชีวิตในอาคารใต้ลดลงอย่างมากจากการตัดสินใจของผู้ที่ทำงานอยู่ภายในซึ่งเริ่มอพยพเมื่ออาคารเหนือถูกเครื่องบินชน

(หมายเหตุจากเรา สองอาคารนี้ถูกชนห่างกัน 18 นาทีค่ะ)