Dua buah bom yang dipisahkan dengan jarak 550 kaki (170 m) meledak lantas membunuh 3 orang dan mencederakan sekurang-kurangnya 144 yang lain.[1][5][6][7][8] Berdasarkan video yang dirakam berhampiran garisan penamat, sela di antara letupan pertama dan kedua ialah kira-kira 12 saat, ledakan pertama berlaku di luar Marathon Sports di 671 Boylston Street, manakala yang kedua berlaku di kira-kira seblok jauh dari garisan penamat.[1][9] Jam perlumbaan di garisan penamat menunjukkan 04:09:43 (4 jam, 9 minit, dan 43 saat sejak gelombang atau kumpulan pelari ketiga memulakan maraton) semasa letupan pertama.[10][11]Para pemenang telah pun melepasi garisan penamat lebih kurang dua jam lebih awal sementara pelari-pelari lain masih berusaha menamatkan larian mereka.[9] Tingkap-tingkap kedai berhampiran diterbangkan,[9] dan tingkap pada tingkat tiga Perpustakaan Awam Boston telah dirosakkan.[12]Pegawai-pegawai penguatkuasa berkata bahawa mereka percaya yang letupan-letupan ini adalah hasil ledakan bom buatan sendiri.[13][14][2] Tiada tanda-tanda serangan akan berlaku sebelum letupan.[2]