Do wybuchu doszło o godz. 8.23 (5.23 czasu polskiego), w dzielnicy Dzierżyńskiej, w centrum miasta. Eksplozja nastąpiła w czasie porannego szczytu. Trolejbus był po brzegi wypełniony pasażerami. Siła wybuchu była tak duża, że pojazd został rozerwany na drobne kawałki, a w okolicznych domach powypadały szyby z okien. Wśród zabitych i rannych są studenci i dzieci. Bomba wybuchła w trolejbusie nr 15, około 50 metrów od szpitala, w którym leczona jest duża część poszkodowanych w niedzielnym zamachu na dworcu. W pobliżu miejsca zamachu znajduje się też duże targowisko, uczelnia wojskowa i jednostka wojskowa.Na razie nie jest jasne, czy bomba została odpalona zdalnie czy też zdetonował ją terrorysta samobójca. Poszkodowanych odwieziono do szpitali. Bardzo silna eksplozja w środku trolejbusu całkowicie zniszczyła pojazd. Państwowa telewizja pokazała wrak niebiesko-białego trolejbusu. Na miejsce mają przybyć z Moskwy przedstawiciele ministerstwa do spraw nadzwyczajnych. Na pokładzie samolotu, którym mają przylecieć do Wołgogradu, przygotowano miejsca dla pięciu ciężko rannych. Rosyjska telewizja "Wiesti" poinformowała, że na polecenie prezydenta Rosji do Wołgogradu wyleci Aleksander Bortnikow szef Federalnej Służby Bezpieczeństwa. "Aleskander Bortnikow i minister spraw wewnętrznych Aleksander Kołokolcew poinformowali rano prezydenta o sytuacji w Wołgogradzie. Prezydent wydał im wszystkie niezbędne polecenia" - podała telewizja "Wiesti". Na miejsce drugiego wybuchu w Wołgogradzie skierowano pół tysiąca rosyjskich specjalistów. Poniedziałkowy wybuch w Wołgogradzie to już trzeci zamach bombowy na południu Rosji w ciągu czterech dni. W niedzielę w samobójczym ataku na wołgogradzkim dworcu zginęło 17 osób, a w piątek w Piatigorsku, w Kraju Krasnodarskim, w eksplozji samochodu osobowego zaparkowanego w pobliżu komendy policji drogowej zginęły trzy osoby. W październiku w Wołgogradzie w samobójczym zamachu życie straciło sześć osób. Dotychczas żadna organizacja nie przyznała się do przeprowadzenia któregoś z ataków w Wołgogradzie. Media przypominają jednak, że miasto to jest położone w pobliżu niespokojnego Północnego Kaukazu, a obwód wołgogradzki jest jednym z regionów Federacji Rosyjskiej - obok Czeczenii, Dagestanu, Inguszetii, Kabardo-Bałkarii i Karaczajo-Czerkiesji - które operujący na Północnym Kaukazie radykałowie chcą oderwać od Rosji, by utworzyć w regionie niezależne państwo oparte na szariacie. W lipcu przywódca islamistów Doku Umarow, wróg numer jeden Kremla, zaapelował do swoich zwolenników, by uniemożliwili przeprowadzenie zimowych igrzysk olimpijskich w Soczi w lutym 2014 roku, które stanowią oczko w głowie prezydenta Władimira Putina. Umarow odwołał też ogłoszone rok wcześniej moratorium na ataki na ludność cywilną w Rosji. Wołgograd jest oddalony od Soczi o ok. 670 km.