Tíz óra körül dőlt össze a WTC déli tornya, alig fél órára rá az északi torony acélváza is megadta magát.
Az északi torony ugyan tovább bírta, ám a becsapódások közelében, illetve az azok fölötti emeleteken dolgozókon ez nem segített. Előbbiek azonnal, utóbbiak később, az épületek összeomlásakor vagy a füstben vesztették életüket. Sokan választották az öngyilkosságot - tehetetlenségükben kivetették magukat az ablakon.
Az áldozatok számát szaporította, hogy az első becsapódáskor a déli torony kiürítése megindult, ám a dolgozókat visszaküldték munkahelyeikre, nem számítva újabb támadásra.
Az épületek összeomlását az egyenként ötszáz tonnányi TNT robbanásának megfelelő erejű becsapódásokon kívül az okozta, hogy a repülőgépek közel százezer liternyi üzemanyaga által táplált 800 Celsius-fokos tűz kilágyította a tornyok acélvázát. A szerkezet nem bírta megtartani a fölötte lévő emeletek súlyát, így azok egymásra zuhantak. Az egymásra omló emeletek hatalmas tehetetlenségi erejével a tornyok alsóbb - sértetlen - szintjei sem tudtak megbirkózni. A becslések szerint az alsóbb szintekre nehezedő súly elérte a 100 000 tonnát.
Az összeomló épületek maguk alá temettek mindenkit, aki még bent tartózkodott vagy a közelben volt, így a becsapódások után a helyszínre vezényelt több száz tűzoltót és rendőrt is. A zuhanás felverte por beterítette egész alsó-Manhattant.
Az összeomló ikertornyok kisebb földrengést keltettek. Egy New York közelében fekvő szeizmológiai állomáson a Richter-skála szerinti 2,1-es és 2,3-as erejű földrengésnek megfelelő rengést jeleztek.
Az ikertornyok a közelben álló épületeket is magukkal rántották, a meggyengült szerkezetű irodaházak közül négy órákkal, napokkal a tornyok összeomlása után dőlt le.