Заложники стали самостоятельно покидать спортзал сразу же после первого взрыва. Первоначально пожар охватил потолочную часть. Горевшая обшивка из досок и пластика падала и становилась причиной возгорания зала, тел убитых и раненых заложников. Примерно в 13:30 раздался третий, самый сильный взрыв уже внутри спортзала.
Спасатели из числа бойцов спецназа и гражданских лиц не сразу могли приблизиться к школе, не говоря уже о проникновении в спортзал. Это затрудняли стрельба и разгоравшийся пожар, ставший причиной гибели большинства раненых, контуженых, обессиленных и просто растерявшихся заложников.
Покидая спортзал, боевики отступили с частью способных передвигаться заложников в основное здание школы. Рассредоточившись в столовой, актовом зале, коридорах и классных помещениях обоих этажей, боевики около полутора часов вели плотный огонь. Это затрудняло эвакуацию раненых из примыкавших к спортзалу раздевалок и туалетов, не говоря о самом спортзале.
Командующий 58-й Армией помимо распоряжений начальника ОШ А. Андреева выполнял приказы Министра обороны и начальника генштаба и перед ним же отчитывался.
В 13:21 он доложил о происшедших взрывах.
В 15:07 и 15:34 Соболев докладывал о ходе операции начальнику Генштаба и Министру обороны соответственно. В 18:15 С. Иванов приказал Соболеву блокировать весь город, что и было завершено в 00:30 4 сентября.
Из армейских отчетов следует, что с 20 до 21 часа танк Т-72 произвел 7 выстрелов в проемы окон столовой осколочно-фугасными снарядами. Это несколько разнится с данными Генеральной Прокуратуры. Хотя и в первом, и во втором случаях не было и не могло быть достоверных данных об отсутствии в столовой и других помещениях живых заложников. По показаниям же очевидцев и заложников, первые выстрелы из танков были сделаны вскоре после третьего взрыва в спортзале и производились т. н. «болванками», таранившими крышу, а также стены фасада школы с целью образования проемов для выбегавших заложников.
Нет полных сведений и о том, как использовались вертолеты, танки и другая спецтехника, включая «Шмели». Характер разрушений обоих этажей восточной пристройки школы свидетельствует о применении достаточно мощных средств. По свидетельству очевидцев, был использован танк, в упор расстрелявший здание из внутреннего двора еще до того, как там побывали спецназовцы. В результате этого в восточной пристройке были уничтожены не только последние террористы, но и находившиеся с ними заложники. Что касается расположенного под этими разрушениями подвала, то комиссией в нем не обнаружены следы пребывания боевиков и боестолкновений с ними.
4 сентября после неоднократных докладов в Москву подразделения 58-й Армии в 20 часов вернулись в пункты постоянной дисклокации.
Единственный вопрос, возникающий у членов комиссии к структурам МО России, задействованным во время операции: как можно передавать вверенную боевую технику и личный состав не установленным лицам, пусть даже из ФСБ России, и не интересоваться их дальнейшими действиями?
Первая пожарная машина появилась во дворе школы спустя примерно час после первого взрыва. Ее цистерна была полупустой. Экипажи других машин, простоявших во дворе пятиэтажных домов и в других отдаленных от спортзала местах, въехали во двор школы еще позже и тоже мало чем себя проявили, предоставив гражданским лицам самим участвовать в тушении пожара. Не имевшие в этом никаких навыков, добровольцы подвергали себя смертельной опасности, действуя непрофессионально и недостаточно эффективно: вместо того, чтобы тушить обгоравшие на полу спортзала тела погибших, они по совету пожарных вначале поливали водой горевшие потолок и крышу.