Опасения командира полностью подтвердились, когда воздухоплаватели подлетели к штату Огайо. На дирижабль надвинулась непроницаемая свинцовая стена грозовых облаков, то и дело угрожающе вспыхивали молнии.
В 4.23 утра на высоте около 750 метров цеппелин попал в область циклона. Из-за большой длины корпуса нос и хвост «Шенандоа» постоянно подвергались воздействию мощных воздушных потоков, дувших одновременно в противоположных направлениях. Отдали команду — полное отклонение руля высоты «на спуск». При этом ZR-1 получил отрицательный дифферент 18 градусов. Тем не менее дирижабль продолжал подниматься со скоростью, достигавшей моментами 1, 5 м/с.
В 4.30 корабль оказался на высоте 950 метров. Подъем прекратился: в течение шести минут ZR-1 держался на этой высоте; двигатели переведены на максимальный режим. Однако вскоре после этого двигатель № 2 остановился. Причина отказа, видимо, сбои в работе маслосистемы, вызванные большим дифферентом дирижабля.
Командир принял решение подняться вверх на полтора километра — потолок, которого мог достигнуть дирижабль без риска разорвать баллонеты расширявшимся в них газом. Немецкие цеппелины времен Первой мировой войны имели немного другую конструкцию баллонетов, что позволяло им свободно летать на высотах до 6000 метров.
В 4.36 дирижабль начал набирать высоту, — скорость набора достигала 5 м/с. Через 10 минут ZR-1 уже на высоте 1850 метров. Подъем сопровождался выпуском газа через клапаны. Это привело к перетяжелению дирижабля, и он после прекращения подъема стал снижаться, причем так быстро (скорость спускало 7, 5 м/с), что Ленсдаун во избежание катастрофы приказал сбросить за борт весь оставшийся водяной балласт.
На высоте 900 метров полет ZR-1 стабилизировался, но через две минуты дирижабль вновь подхвачен мощным восходящим потоком. Предвидя, что после нового подъема «Шенандоа» опять начнет быстро снижаться, Ленсдаун отдал команду приготовиться к сбросу баков с горючим и тяжелого оборудования. Практически одновременно с этим раздался треск и начали отделяться гондола управления с частью каркаса и моторные гондолы. Некоторое время гондола еще висела под корпусом, удерживаемая тросами, а затем рухнула на землю с восемью членами экипажа, среди них — Ленсдаун.
После этого задняя часть дирижабля, длиной около 150 метров, отделилась от корпуса и ее унесло ветром. В баллонах оказалось достаточно газа, чтобы она могла лететь подобно неуправляемому аэростату. Через некоторое время этот фрагмент дирижабля мягко опустился на землю — 22 членам экипажа удалось спастись.
Носовая часть поднялась на высоту около 3000 метров. Старший лейтенант Розенталь сумел прекратить подъем, выпустив газ через клапаны. Примерно через час ему удалось посадить остатки дирижабля на землю. Удар оказался довольно сильным, но все семеро членов экипажа, находившиеся в носовой части «Шенандоа», остались живы.
Катастрофа унесла четырнадцать жизней: восемь человек погибли в гондоле управления, трое убиты, когда от дирижабля оторвало две моторные гондолы, еще трое выпали из дирижабля, когда он переломился на две части.
Основной причиной катастрофы признана недостаточная прочность корпуса — следствие ошибок при расчете каркаса. Разрушение произошло вследствие того, что конструкция не выдержала напряжения, возникшего при воздействии на дирижабль мощного вертикального воздушного потока. Этому способствовали ошибки пилотирования: полное отклонение руля высоты и перевод двигателей на максимальный режим, что привело к дополнительным аэродинамическим нагрузкам на корпус, и без того перегруженный.
