Estocolmo bateu no lado direito de Andrea Doria, perto do meio. Fez um grande buraco que tinha quase 12 m de profundidade. Abriu vários dos compartimentos estanques de Andrea Doria. Também quebrou cinco tanques de combustível. Os tanques de combustível foram enchidos com 500 toneladas de água. Estocolmo e Andrea Doria se separaram em 30 segundos. Andrea Doria começou a inclinar-se para seu lado direito. Logo, metade dos barcos salva-vidas não pôde ser usada, pois estava inclinada demais. O peso dos tanques de combustível que eram preenchidos pela água também o puxava para baixo. Toda a parte frontal de Estocolmo foi destruída, mas não afundou. 46 passageiros no Andrea Doria foram mortos pelo acidente. Cinco membros da tripulação de Estocolmo também foram mortos. No entanto, uma sobrevivente incrível foi Linda Morgan, uma passageira de Andrea Doria que pousou em Estocolmo quando eles se despenharam.
Trinta minutos após o acidente, as pessoas em Andrea Doria decidiram abandonar o navio. No entanto, alguns tripulantes já haviam partido. Isto dificultou as coisas porque nenhuma tripulação estava lá para ajudar. No entanto, ainda havia baleeiras salva-vidas suficientes para tirar todos de lá com segurança. O SS Ile de France, um navio francês, chegou ao Andrea Doria para ajudar a resgatar os passageiros. Ele lançou barcos salva-vidas para resgatar os passageiros do Andrea Doria. A Ile de France tinha navegado apenas um dia, portanto ainda tinha muitos suprimentos para ajudar os passageiros do Andrea Doria. Andrea Doria continuou a inclinar-se para a direita, e eventualmente começou a afundar em 26 de julho de 1956, às 9:45h. Antes disso, às 9h00 da manhã, todos os sobreviventes estavam fora do navio. Às 10h00, Andrea Doria estava tão inclinado para a direita que suas janelas tocaram o oceano. Às 10:09 da manhã, o navio afundou. Isto foi 10 horas e 59 minutos depois de ter se afundado com o Stockholm. As costas de Andrea Doria subiram, e sua hélice esquerda se elevou para fora da água. Alguns barcos salva-vidas que ainda estavam no navio se romperam e flutuaram de cabeça para baixo. O navio tinha se desviado 1,6 milhas náuticas (uma distância de medição usada no mar) de onde havia se despenhado com o Stockholm.
Um total de seis navios diferentes resgatou passageiros do Andrea Doria, incluindo o Stockholm e o Ile de France. Estocolmo foi a última a chegar, pois foi danificada. Muitas famílias tiveram suas esperanças de ver seus entes queridos novamente destruídos. Os mais afetados foram aqueles que estavam encontrando membros de várias famílias que imigravam para os Estados Unidos na esperança de novas vidas. O Chrysler Norseman, um protótipo de carro com destino a Nova York, também se perdeu com os outros carros a bordo do Andrea Doria. Um carro de luxo da Rolls-Royce também estava a bordo do Andrea Doria.