Car Bomba została zrzucona z wysokości ponad 10 km na specjalnym spadochronie. Detonacja nastąpiła na wysokości 4000 m. Kula ognista miała promień około 4000 m i niemal dosięgnęła powierzchni ziemi. Pomimo zmniejszenia mocy bomby, która początkowo miała osiągnąć około 150 megaton (zmniejszono ją, gdyż zniszczyłaby ona wówczas część rosyjskich miast i zmieniłaby klimat w Europie), część skalistych wysepek - w pobliżu których dokonano detonacji - wyparowała, a sam wybuch był odczuwalny nawet na Alasce. Fala sejsmiczna (rejestrowana przez sejsmografy) nim wywołana okrążyła Ziemię trzy razy. Był on widoczny z odległości prawie 900 km. Promieniowanie cieplne było w stanie spowodować oparzenia trzeciego stopnia w odległości 100 km od miejsca eksplozji. Grzyb atomowy miał około 60 km wysokości i 30-40 km średnicy.