L'incendio scoppiò nella notte del 18 luglio 64 (ante diem XV Kalendas Augustas, anno DCCCXVII a.U.c. (ab Urbe condita) nella zona del Circo Massimo e infuriò per nove giorni complessivamente, propagandosi in quasi tutta la città.

Tre delle  quattordici regioni (quartieri) che componevano la città (la III, Iside e Serapis, attuale colle Oppio, la IX, Circo Massimo, e la X, Palatino) furono totalmente distrutte, mentre in altre sette si registrarono danni relativamente più limitati. I morti furono migliaia e circa duecentomila i senzatetto. Numerosi edifici pubblici e monumenti andarono distrutti, insieme a circa 4.000 insulae e 132 domus.

O fogo alastrou-se rapidamente pelas áreas mais densamente povoadas da cidade, com as suas ruelas sinuosas. O fato de a maioria dos romanos viverem em insulae, edifícios altamente inflamáveis devido à sua estrutura de madeira, de três, quatro ou cinco andares, ajudou à propagação do incêndio.

Nestas condições, o incêndio prolongou-se por seis dias seguidos até que pudesse ser controlado. Mas por pouco tempo, já que houve focos de reacendimento que fizeram o incêndio durar por mais três dias. O antigo Templo de Júpiter Stator e o Lar das Virgens Vestais foram destruídos, bem como dois terços da antiga cidade.