Cuando ya se encontraba cerca del Pentágono, el piloto presumiblemente se dio cuenta de que estaba demasiado alto para lanzarse hacia éste sin perder el control del aparato, así que realizó un descenso mediante un giro no coordinado de 330° en el que invirtió casi tres minutos y medio (los giros coordinados son los que se realizan manteniendo la altitud constante; en cambio la altitud de Hanjour durante el descenso fue irregular), a una velocidad media aproximada de 530 km/h y tras el cual ya se encontraba suficientemente encarado. A continuación dio máxima potencia al motor y bajó el morro para realizar la maniobra suicida.
A su paso por encima de la autopista (en ese momento colapsada por el tráfico) que pasa junto al Pentágono, ya a menos de trescientos metros del mismo, derribó cuatro farolas, dos a cada lado de ésta, una de las cuales impactó en un taxi, hiriendo al conductor, y otra al parecer en otro vehículo. Se conjetura que una de las luminarias (el extremo de la farola donde va la bombilla) se metió en el motor derecho como resultado del choque, provocando que éste empezara a humear.
En su trayectoria de descenso y una vez pasada la autopista, derribó una farola más. Ya a escasos metros del edificio del Pentágono, el motor derecho impactó contra un generador vallado, arrancando la valla y desplazándolo varios metros, causándole además una considerable mella.
A todavía menos metros, y quizá con el morro ya impactando en el edificio, el motor izquierdo rozó un bordillo haciendo otra mella en él y rompió un faro de señalización. Unos rollos de cable que había a su lado en el suelo quedaron íntegros a pesar de que el avión probablemente los tocó. Había un árbol en ese punto de la fachada que desapareció sin que sepamos más de él. Se especula también con la presencia de un trailer muy cerca de la fachada o pegado a ella que el avión podría haberse encontrado al impactar (fuente).
Un testigo afirma que el morro del avión llegó a tocar el suelo pocos metros antes de tocar la pared, pero este extremo no lo hemos podido confirmar. En todo caso, no tocó el césped exterior en ningún momento. El centro del fuselaje impactó más o menos a la altura de la losa del primer piso y las alas y ambos motores a la altura de la planta baja, excepto el extremo del ala derecha, que también causó daños en la fachada a la altura del primer piso porque estaba más alta (el avión estaba ligeramente inclinado hacia la izquierda).
(Actualización 2011-11-08: Hemos retirado la fotografía relativa al surco en el hormigón del suelo del Pentágono, debido a que el ángulo en el que éste se halla es incompatible con la trayectoria del avión, y en cambio está alineado con el corte de la zona que colapsó, por lo que pensamos que más probablemente fue causado por el impacto de la losa y el resto de pisos sobre el suelo en el momento del colapso. La imagen continúa disponible aquí: http://www.photolibrary.fema.gov/photolibrary/photo_details.do?id=4976. Fin actualización).
En total, el tiempo que tardó el avión desde que derribó la primera farola hasta que impactó en la fachada se estima en aproximadamente 1,34 segundos, de acuerdo con la distancia entre ambos puntos (entre 312 y 316 metros) y la velocidad del aparato (entre 456 y 464 nudos, que son entre 234 y 239 metros por segundo). Es importante tener en cuenta este detalle antes de especular sobre si es posible o no que un avión «vuele» tan bajo, ya que la propia inercia del aparato era el factor más relevante durante ese corto trayecto.
La velocidad en el momento del impacto, pues, rondaba los 850 km/h. Como era de esperar, la mole de más de 80.000 kg impactando a esa velocidad no pudo sino romper la pared y muchas de las columnas que encontró a su paso. Algunos fragmentos, incluyendo al menos una rueda del tren de aterrizaje, debieron encontrar una trayectoria recta lo bastante libre de columnas como para llegar a la pared del otro extremo, situada en la parte interior del anillo central, abriendo un considerable boquete en éste. (En contra de lo que se suele creer, no había muros intermedios entre el anillo exterior y el central; véase Agujero de salida). La estructura aguantó en pie unos treinta y ocho minutos, tras los cuales se produjo el colapso de una parte del anillo exterior que estaba justo por encima del punto de impacto.
Algunos trozos de fuselaje y otras piezas pequeñas rebotaron y se esparcieron por toda el área; los testigos relatan cómo "llovían" los fragmentos.
Hay más evidencias de restos del avión en el artículo Ausencia de restos.
En el siguiente vídeo hay una reconstrucción de los últimos momentos previos al impacto (en inglés):
911 Case Study: Pentagon Flight 77