7月15日15时45分，外籍“宇宙宝石”号油轮开始向原油库卸油。20时许，上海祥诚公司人员开始加注“脱硫化氢剂”，天津辉盛达公司人员负责现场指导。16日13时，油轮停止卸油，开始扫舱作业。上海祥诚公司和天津辉盛达公司现场人员在得知油轮停止卸油的情况下，继续将剩余的约22.6吨“脱硫化氢剂”加入管道。18时02分，靠近加注点东侧管道低点处发生爆炸，导致罐区阀组损坏、大量原油泄漏并引发大火。
事故的直接原因是：中石油国际事业有限公司（中国联合石油有限责任公司）下属的大连中石油国际储运有限公司同意、中油燃料油股份有限公司委托上海祥诚公司使用天津辉盛达公司生产的含有强氧化剂过氧化氢的“脱硫化氢剂”，违规在原油库输油管道上进行加注“脱硫化氢剂”作业，并在油轮停止卸油的情况下继续加注，造成“脱硫化氢剂”在输油管道内局部富集，发生强氧化反应，导致输油管道发生爆炸，引发火灾和原油泄漏。
事故的间接原因是：上海祥诚公司违规承揽加剂业务；天津辉盛达公司违法生产“脱硫化氢剂”，并隐瞒其危险特性；中国石油国际事业有限公司（中国联合石油有限责任公司）及其下属公司安全生产管理制度不健全，未认真执行承包商施工作业安全审核制度；中油燃料油股份有限公司未经安全审核就签订原油硫化氢脱除处理服务协议；中石油大连石化分公司及其下属石油储运公司未提出硫化氢脱除作业存在安全隐患的意见；中国石油天然气集团公司和中国石油天然气股份有限公司对下属企业的安全生产工作监督检查不到位；大连市安全监管局对大连中石油国际储运有限公司的安全生产工作监管检查不到位。
二、其他3起事故简要情况
（一）2010年10月24日，大连中石油国际储运有限公司在拆除“7·16”事故损毁的103号储罐过程中又发生火灾事故，事故没有造成人员伤亡，财产损失已计入“7·16”事故损失。
事故的直接原因是：施工人员违反拆除方案要求，擅自切割储罐浮船底板，引燃浮船底板下残留的油污等可燃物，导致储罐内起火。
事故的间接原因是：施工单位中石油辽河石油勘探局油田建设工程一公司制定的拆除施工方案存在缺陷，且未按拆除方案要求进行作业，安全措施不落实；总承包单位中石油中油辽河工程有限公司安全管理不到位；管理和施工监理单位中石油寰球工程项目管理（北京）有限公司安全监理工作不到位；业主单位大连中石油国际储运有限公司对作业过程安全监管不力。
