À 9h59, la tour sud s'effondre, 56 minutes après la collision. La tour nord, percutée à 8h46, s'effondrera à 10h28, soit 102 minutes après qu'elle fut impactée. Ces effondrements produiront d'énormes nuages de poussières et couvriront une grande partie de la presqu'île de Manhattan pendant plusieurs jours. Pour l'origine de chacun des effondrements, il est communément accepté que la défaillance des structures endommagées suite au choc créé par la collision des avions a entrainé la chute de la partie supérieure à l'impact des immeubles sur les parties inférieures. Par conséquent, chacun des immeubles se sont écroulés symétriquement et de manière plus ou moins perpendiculaire au sol, malgré l'inclinaison prise par le sommet des immeubles lors de leurs chutes et de l'apparente dispersion des débris au sol. Plus l'effondrement progressait, plus il produisait de poussières et de débris qui étaient expulsés par les fenêtres situées en dessous du front descendant de destruction. 2 751 personnes qui se trouvaient à l'intérieur et à proximité des tours ont été tuées, y compris les 157 passagers et membres d'équipage à bord des deux avions.