27 августа 2000 года около трех часов дня жители ближайших к ней домов увидели сильный дым на высоте 460 метров в ее антенной части.
На место возгорания прибыли все экстренные службы столицы, включая дежурную смену "Центроспаса", подъехали более 40 пожарных расчетов.
Через полчаса после возгорания прервалось вещание практически всех центральных телеканалов.
Распространение огня в телебашне происходило сверху вниз. К началу пожара в ресторане "Седьмое небо" на высоте 328-334 метров находились 350 человек. Чтобы их вывести, необходимо было остановить приближающийся к лифтам огонь. Оказалось, что узкие аварийные лестницы башни не приспособлены для спуска людей.
Для тушения применялись стационарные установки пожаротушения с углекислым газом, переносные огнетушители. Пожарным приходилось работать без средств защиты органов дыхания. Благодаря лифтам всех посетителей Останкинской телебашни удалось спасти.
От высокой температуры лопнули 120 из 149 тросов, которые обеспечивали прочность бетонной конструкции башни.
«Мы только что вышли из прямого эфира, когда ко мне подошел оператор и сказал, что у нас проблемы и сказал подойти к камере и посмотреть. Мы увидели отклонение верха башни от оси на недопустимый уровень. Стало понятно, что начали рваться тросы и возникла угроза обрушения башни» — поделился воспоминаниями очевидец пожара Алексей Самолетов с телеканалом «360».
Чтобы остановить продвижение огня, спасатели решили соорудить дополнительную преграду из специальной несгораемой ткани. Ее попытались доставить полковник внутренней службы Владимир Арсюков с лифтером Светланой Лосевой и слесарем-ремонтником Александром Шипилиным. Они погибли во время подъема — от высокой температуры лопнули тросы, удерживающие лифты.
Тушение пожара продолжалось всю ночь. Огонь удалось остановить только утром, на отметке 80 метров. К вечеру 28 августа пожар был ликвидирован.
Возгорание Останкинской башни произошло из-за перегрузки сети. Компания, занимавшаяся системами связи, поставила усилитель, и кабели не выдержали и перегрелись.
На восстановление Останкинской башни был потрачен один миллиард рублей.