2001年9月11日，19名劫機者分別同時搭乘飛往各地的美國民用航空飛機，這四架客機分別從波士頓、紐瓦克和華盛頓特區（華盛頓杜勒斯國際機場）飛往舊金山和洛杉磯，並在美國上空飛行的四架民航客機被地劫持。在劫機過程中，劫機者使用武器刺傷或殺害飛行員、空中乘務員和乘客。飛機上與外界取得聯係的乘客報告稱，劫機者使用刀刺傷乘務員，並且在其中兩次劫機事件中至少有一名乘客被刺傷。有一些乘客和機組人員設法使用機艙電話和手機與外界取得聯係，並提供了有關劫機的一些細節。這些細節包括：每架飛機上都有好幾名劫機者；劫機者使用有毒化學噴霧器和刀具，例如催淚瓦斯，胡椒噴霧和小於十公分的刀具；一些機上工作人員被刺傷等。
當美國人剛準備開始一天的工作之時，紐約曼哈頓世界貿易中心，華盛頓五角大樓，連續發生撞機事件，世貿中心的摩天大樓轟然倒塌，化為一片廢墟，五角大樓部分結構坍塌；造成死傷的數目以數千計算。以下所有時間都使用美國東部夏令時間，比格林尼治標準時間GMT晚4個小時，比北京時間晚12小時。
2001年9月11日（星期二）
上午7時58分：共載有92名乘客的美國航空公司11次航班（波音767）從波士頓機場起飛，飛行目的地洛杉磯。
上午8時00分：共載有53名乘客的聯合航空公司175次航班從波士頓機場起飛，同樣前往洛杉磯。
上午8時13分：美國航空公司11次航班與波士頓航管中心進行最後一次正常通話。
上午8時14分：美國航空公司11次航班沒有根據航管中心的命令爬升至35,000尺。
上午8時19分：美國航空公司11次航班的一個服務員打電話告訴美國航空，說“駕駛艙沒有回應，商務艙有乘客被刺死，我們可能被劫機。”
上午8時20分：共載有64名旅客及機組人員的美國航空公司77次航班從華盛頓機場起飛，也是前往洛杉磯。
上午8時24分：美國航空公司11次航班飛行方向轉向紐約。
上午8時37分52秒：美國聯邦航空管理局（FAA）波士頓航空中心通知北美防空司令部（以下簡稱NORAD）屬下的東北防空司令部（NEADS），美國航空公司11次航班被劫持。這是美國軍方首次接觸有關劫機訊息。波士頓航空中心要求美國軍方協助攔截美國航空公司11次航班。
上午8時42分：美國聯合航空93號航班在延誤40分鍾後，搭載37名乘客與7名機組人員從新澤西州紐瓦克機場（NewarkAirport）起飛前往目的地舊金山。該航班原定航線十分接近世界貿易中心。
上午8時42分－8時46分：聯合航空公司175次航班被劫持。
上午8時46分：兩架美國空軍F－15鷹式戰鬥機從麻薩諸塞州空軍基地緊急升空前往攔截美國航空公司11次航班，但空軍飛行員不知道美國航空公司11次航班的正確位置，東北防空司令部（NEADS）在接下來的數分鍾設法確定有關飛機位置。
上午8時46分40秒：美國航空公司11次航班（一架滿載燃料的波音767飛機）以大約每小時490英裏的速度撞向世界貿易中心北樓（WTC1），撞擊位置為大樓北方94至98層之間。大樓立即失火，而飛機上的69噸航空燃料傾倒進大樓，更加劇火勢，整幢大樓結構遭到毀壞。被撞擊樓層以下的人員開始疏散。但所有的3道樓梯都被撞壞，因此被撞擊樓層以上的人員無法逃離。而世貿南樓的工作人員很快通告南樓的所有人員，稱南樓“依然安全”，可正常運作。一些人忽略廣播通告依然撤離，一些人繼續工作，還有一些人則聚集在位於南樓第78層和第44層的空中大堂。
上午8時47分：美國有線新聞網開始現場直播世界貿易中心情況，這是全世界第一個新聞媒體報道有關襲擊事件。
上午8時50分：東北防空司令部（NEADS）得知有一架“小型飛機”撞入世界貿易中心。
上午8時50分－8時54分：美國航空公司77次航班正被劫持。
上午9時02分54秒：美國聯合航空175次航班（另一架滿載燃油的波音767飛機）以大約每小時590英裏的時速撞入世界貿易中心南樓（WTC2）78至84層處，並引起巨大爆炸。飛機以近乎45度的左傾角度撞上南樓，說明劫機者險些錯失了目標。飛機的部分殘骸從大樓東側與北側穿出，掉到6個街區以外的地方。但還有1個樓梯間完好無損，因此少數在撞擊點以上的人員仍可生還。有人聽到多次爆炸聲響。有一些人認為是兩次無關的意外事件，而更多的人則馬上認為是恐怖襲擊。