距離測試地點55公裡外的塞佛尼殖墾地(Severny settlement)中所有木造或磚造的房屋全毀;數百公里內的木造房屋均全毀,只有磚造或石造房屋殘留,但是都沒有門窗與屋頂;爆炸後的電磁脈衝波(EMP;Electromagnetic pulse)足足造成了一個小時的無線電通訊空窗期;爆炸後所引發的大氣擾動(atmospheric disturbance)環繞了地球三次。將整個亞歐大陸向南推移了7毫米。執行這一次試爆任務的飛機是一架從駐科拉半島基地的Tu-95轟炸機V型(特製機種,目前展覽於俄羅斯中央空軍博物館),由安德烈·杜爾諾夫柴夫少校(Major Andrei E. Durnovtsev)駕駛;另外伴隨一架Tu-16獾式噴射轟炸機作為觀測機,負責將試爆的畫面以圖片與影像紀錄下來,同時將爆炸時的空氣作樣本收集。
由於沙皇炸彈過於龐大,所以該架Tu-95任務機必須將機體內的燃油槽與機腹炸彈艙門移除才能執行任務。(這也就是沙皇炸彈無法服役實戰化的主要原因)。杜爾諾夫柴夫少校於任務結束後馬上就地升任中校,並且獲頒蘇聯英雄勳章(Герой Советского Союза, Geroy Sovyetskovo Soyuza)一枚。