Stockholm, Andrea Doria'nın ortasına yakın sağ tarafına çarpmıştır. Neredeyse 40 feet (12 m) derinliğinde büyük bir delik açmıştır. Andrea Doria'nın su geçirmez bölmelerinin birçoğunu kırarak açtı. Ayrıca beş yakıt tankını da kırmıştır. Yakıt tankları 500 ton su ile dolmuştur. Stockholm ve Andrea Doria 30 saniye içinde ayrıldılar. Andrea Doria sağ tarafına yatmaya başladı. Çok geçmeden filikaların yarısı kullanılamaz hale geldi, çünkü çok fazla yan yatıyordu. Suyla dolan yakıt tanklarının ağırlığı da onu aşağı çekiyordu. Stockholm'ün tüm ön tarafı tahrip olmuş, ancak batmamıştır. Andrea Doria'daki 46 yolcu kazada hayatını kaybetti. Stockholm'ün beş mürettebatı da hayatını kaybetti. Ancak, kazadan kurtulan inanılmaz bir kişi, kaza sırasında Stockholm'e inen Andrea Doria yolcularından Linda Morgan'dı.
Kazadan otuz dakika sonra Andrea Doria'daki insanlar gemiyi terk etmeye karar verdi. Ancak bazı mürettebat çoktan ayrılmıştı. Bu durum işleri daha da zorlaştırdı çünkü yardım edecek mürettebat yoktu. Yine de herkesi güvenli bir şekilde dışarı çıkarmaya yetecek kadar cankurtaran botu vardı. Bir Fransız gemisi olan SS Ile de France, yolcuları kurtarmaya yardımcı olmak için Andrea Doria'ya ulaştı. Andrea Doria'nın yolcularını kurtarmak için filikaları denize indirdi. Ile de France sadece bir gün önce yola çıkmıştı, bu nedenle Andrea Doria yolcularına yardım etmek için çok fazla malzemesi kalmıştı. Andrea Doria sağa yatmaya devam etti ve sonunda 26 Temmuz 1956 sabahı saat 9:45'te batmaya başladı. Bundan önce, saat 9:00'da, hayatta kalanların tamamı gemiden ayrılmıştı. Saat 10:00'da Andrea Doria o kadar sağa yatmıştı ki pencereleri okyanusa değiyordu. Saat 10:09'da gemi battı. Bu, Stockholm ile çarpışmasından 10 saat 59 dakika sonraydı. Andrea Doria'nın arkası yükseldi ve sol pervanesi sudan çıktı. Hâlâ gemide bulunan bazı filikalar koptu ve baş aşağı yüzerek uzaklaştı. Gemi, Stockholm ile çarpıştığı yerden 1,6 deniz mili (denizde kullanılan bir ölçüm mesafesi) sürüklenmişti.
Aralarında Stockholm ve Ile de France'ın da bulunduğu toplam altı farklı gemi Andrea Doria'nın yolcularını kurtarmıştır. Stockholm hasar gördüğü için gemiye en son ulaşan gemi olmuştur. Pek çok ailenin sevdiklerini yeniden görme umutları yerle bir oldu. Bu durumdan en çok etkilenenler, yeni bir hayat umuduyla Amerika Birleşik Devletleri'ne göç eden birkaç ailenin üyeleriyle buluşanlar oldu. New York'a giden prototip bir araba olan Chrysler Norseman da Andrea Doria'daki diğer arabalarla birlikte kayboldu. Andrea Doria'da Rolls-Royce marka lüks bir otomobil de bulunuyordu.