Около 18 часов 50 минут участники лагеря на Куликовом Поле, решившие использовать Дом профсоюзов для самообороны, выломали входные двери и начали заносить в Дом профсоюзов электрогенератор, канистры с бензином, ящики с «коктейлями Молотова», а также личные вещи[6]. Всего в Доме профсоюзов укрылись около 380 человек[7].
Разожженные дневными событиями, сторонники Евромайдана, похоже, постарались сжечь палаточный городок. Антимайдановцы стреляли по ним из Дома профсоюзов[4]. В районе 19:20 — 19:40 отмечено применение бутылок с зажигательной смесью обеими сторонами конфликта, а также применение огнестрельного оружия с крыши и из кабинетов Дома профсоюзов[6]. В ходе завязавшейся потасовки у центрального входа в здание клуба сторонники Антимайдана отступили в фойе и попытались забаррикадировать входы в здание подручными материалами. Огонь от баррикады на первом этаже распространился на центральную лестницу и лестничные площадки (с тыльной части здания), где температура достигала от 200—250 до 600 °C; зафиксировано задымление в кабинетах второго и третьего этажей с фронтальной части здания. Впоследствии независимая группа расследования пришла к выводу о том, что невозможно установить, был ли пожар вызван применением «коктейля Молотова» активистами Антимайдана, находившимися внутри здания, или активистами Евромайдана, находившимися на улице[7].
Начиная с 19:30 на телефоны службы спасения и дежурной части милиции начали поступать сообщения о возгорании палаток на Куликовом Поле, а также массовых нарушениях правопорядка, а в 19:45 поступило сообщение о пожаре непосредственно в Доме профсоюзов. В 20:10 — 20:30 к зданию подъехало несколько пожарных расчётов, началась эвакуация людей из горящего здания и тушение пожара[6]. При этом около 45 человек укрывались на крыше здания, и небольшая группа — на чердаке, они были эвакуированы только утром 3 мая.
Отмечены как попытки оказания проукраинскими активистами (сторонниками Евромайдана), оставшимися по периметру загоревшегося здания, помощи своим оппонентам (поднос металлической конструкции сцены к горящему зданию, забрасывание верёвок в окна, вынос раненых из опасной зоны), так и случаи грубого обращения с пытающимися эвакуироваться из горящего здания (обыски, нанесение побоев и т. п.); медики оказали помощь примерно 12 подвергнутым побоям[6].
В Доме профсоюзов от огня и отравления угарным газом, а также при падении с высоты при попытках спастись от огня, погибли 42 человека[1][12].