最近3天內第二起攻擊事件
爆炸發生在當地時間中午十二時四十五分（台灣時間下午四時四十五分），車站外一支正對著車站大門的監視攝影機拍攝到爆炸瞬間畫面，顯示車站拱型大門內突然冒出巨大橘色火球，火光充滿整座車站大廳，隨後陣陣煙霧和碎裂物從窗戶竄出，監視器也因爆炸威力震動。
攻擊時間正值許多民眾返鄉準備過新年，車站較平日繁忙。目擊者柯布亞可夫（Alexander Koblyakov）說，「大家立刻趴在地上，尖叫、求救」，「我幫忙把一名員警抬出去，他的頭、臉都是血，無法說話。」另一名目擊者說，「我看到熔化、扭曲的金屬碎片、碎玻璃，還有屍體躺在街道上。」
被警方攔下 引爆身上炸藥
根據聯邦調查委員會說法，一名女性炸彈客從大門進入後，在入口處金屬探測器被警方攔下，就引爆身上炸藥，爆炸威力相當於至少十公斤黃色炸藥，並且含有許多砲彈碎片。攻擊造成十四人死亡，約五十人受傷，許多傷勢嚴重者轉送到莫斯科治療。現場找到據信是炸彈客的頭顱；官員說，若炸彈客再深入車站恐釀更大傷亡。
官方將此案視為恐怖主義行為調查，但還不清楚該名炸彈客身分，也尚無人出面負責。過去俄羅斯曾發生多起由著名「黑寡婦」女炸彈客發動的攻擊事件。克里姆林宮發言人說，總統普廷已下令執法單位採取「一切必要安全措施」；聯邦警察表示將加強火車站、機場等地維安。
伏爾加格勒舊名史達林格勒，為伏爾加格勒州首府，人口約一百萬人，位於二○一四年冬季奧運主辦城市索契的東北方約六百九十公里，是俄羅斯多線鐵路的重要交會站，地理位置也接近長期飽受車臣等伊斯蘭游擊隊動亂的北高加索聯邦區。七月間車臣游擊隊領導人烏馬洛夫（Doku Umarov）才在網路上號召好戰份子用「最大力量」阻止普廷辦奧運。
這是俄羅斯三天內發生的第二起、也是自二○一一年莫斯科機場攻擊案迄今傷亡最多的攻擊案。二十七日北高加索區的五山城（Pyatigorsk）才發生汽車炸彈釀三死；伏爾加格勒十月二十一日也曾有一名女自殺炸彈客攻擊導致七人喪生。這些爆炸都發生在索契周邊城市，更令人擔心俄羅斯政府的冬奧維安能力。