聯絡徹底中斷了，“雲雀”號瘋狂地試圖與“長尾鯊”號取得聯絡，當海克船長發現後，命令潛艇立即浮起，而手榴彈已經沒有了反應，他們不得不相信，最壞的事情已經發生。“雲雀”號立即報告了“長尾鯊”號失蹤的消息，岸上、空中的大批救援人員在十多平方海裏的範圍內集中開展搜救活動，尋找失事潛艇。
美國海軍最後動用了深潛器“特裏雅斯特”號幫助搜尋，一個月後，它在距海麵兩千五百多米的深海海床上發現了一個巨大的爆炸坑，確認了“長尾鯊”號的失事地點，大量碎物表明，“長尾鯊”號在壓力下爆炸成了碎片。6月27日，最後一批“長尾鯊”號遺物被確認，包括一隻核反應堆隔艙專用的膠套鞋，以及許多紙片和碎屑。通過這些殘骸，以及後來用水下聲納測聲儀聽到的一些情況，我們已經可以基本上去想象當時的情形：
因為某種原因，“長尾鯊”號在下潛時突然出現了反應堆停堆和失去動力的情況，於是潛艇不斷下沉，而停堆的熱反應堆無法在短時間內重啟，無法產生巨大動力逃離困境，另外的動力設施也沒有開啟。無法前進就隻能上浮，為了上浮，潛艇上的人開始吹除水艙，而吹除用的壓縮空氣在膨脹時又會凍結管道，吹除兩次都被凍死的管道阻擋無法進行，而潛艇已經無能為力地超過了臨界線，落到兩千五百多米的海底。而科學研究表明，深度每增加兩英尺，每平方英寸艇身所受的壓力就會增加1磅。在兩千多米的深度下，高強度鋼製成的艇身被壓得裂成碎片，向艇內部發生爆裂，空氣被湧入的海水瞬間壓縮，潛艇內部高溫達到了六七百度，爆炸時產生的巨大能量使殘片在艇內紛飛，所有的人都在瞬間被炸得粉身碎骨，化為灰燼。
下水不滿兩年的“長尾鯊”號核潛艇，就這樣在第一次試潛中，化為了129名乘員的鋼棺，長眠在了威爾金鬆海溝，這是曆史上第一次也是最嚴重的一次核潛艇沉沒事故。
事故原因並沒有陪伴“長尾鯊”號長眠深海，軍方圍繞這第一艘失事的核潛艇展開調查，他們從海底散落的核潛艇碎片中，發現了變形的水管殘片，並據此判斷可能是“長尾鯊”號的發動機房的水管出現了崩裂，導致進水和電線短路，致使潛艇控製係統自動關閉了核反應堆。但依照當時的設計，要重啟熱核反應堆至少要45分鍾，正是這項設計缺陷導致“長尾鯊”號無法脫險。於是美國海軍後來改進了核潛艇反應堆的設計，可以實現關停後的迅速重啟。也有人把原因歸結於“長尾鯊”號機艙附近的海水係統出了毛病，可能是在檢修中在敏感部位使用了電焊，導致周圍的海水在壓力作用下湧入艙室，致使輸電網絡失效，反應堆關停，潛艇失去動力。
總之，無論如何，激烈的不計後果的軍備競賽，使得這艘核潛艇的確有設計不足之嫌，下水兩年內的大部分時間都停在船塢裏，第一次試潛，就遭遇了滅頂之災，成為了冷戰的犧牲品。
聯絡徹底中斷了，“雲雀”號瘋狂地試圖與“長尾鯊”號取得聯絡，當海克船長發現後，命令潛艇立即浮起，而手榴彈已經沒有了反應，他們不得不相信，最壞的事情已經發生。“雲雀”號立即報告了“長尾鯊”號失蹤的消息，岸上、空中的大批救援人員在十多平方海裏的範圍內集中開展搜救活動，尋找失事潛艇。