Выбрав якорь и отдав швартовы, "Ваза" с постав ленными топселями отошел от причала. Потом корабль, расправя белоснежный наряд новых парусов, плавно двинулся в сторону острова Бекхольмен. По обычаю того времени, корабль произвел из всех своих пушек салют двумя залпами. В ответ раздались залпы береговых батарей и крики: "Виват! Виват! Виват! Бог хранит короля!" На какое-то мгновение корабль окутался густыми клубами порохового дыма. Когда дым унесло ветром, стоявшие на набережной люди замерли от неожиданного зрелища - корабль кренился на левый борт, и вот уже мачты легли на воду. Над толпой пронеслись крики ужаса... Не прошло и минуты, как на месте, где только что был корабль, виднелись лишь верхние стеньги с развевающимися на ветру парусами, штандартами и длинными цветными вымпелами. Через несколько секунд и они скрылись в свинцовых волнах Балтики, а в водовороте закружились какие-то бочки, доски и вынырнувшие люди...

Что же произошло? Внезапно налетевший порыв ветра накренил корабль, который не смог больше выпрямиться. Шкоты парусов, чтобы "вытряхнуть из них ветер", вовремя отдать не успели. Вода хлынула в открытые пушечные порты нижней палубы, которые до начала крена находились всего в одном метре от уровня воды. Корабль накренился еще больше, и тут, видимо, с верхнего, более высокого, борта стали срываться пушки. Наполнившись водой, корабль пошел ко дну. По свидетельству очевидцев, "с поднятыми парусами, флагами на мачтах и всем, что находилось на борту, он затонул в течение нескольких минут". Погружаясь, корабль снова принял вертикальное положение и, сев на грунт, как потом выяснили, снова повалился набок (это было острокилевое судно).

Вместе с "Вазой" утонуло 400 человек, из них 30 королевских придворных. Гибель корабля повергла в траур весь Стокгольм. Среди немногих спасшихся оказался капитан Хансен. Взбешенный катастрофой своего флагмана, Густав II Адольф приказал его тотчас взять под стражу и предать суду.