开船那天，正是农历小年夜，第二天就是除夕，全船大多数人都浸染在欢乐气氛中，喝酒作乐，大口吃菜大口喝酒。生还者之一的太平轮厨师张顺来说："看到船上大副、二副们，当天晚上喝酒赌钱。船行出吴淞口，这天晚上海象极佳，无风、无雨，也无雾。"但是船行出海，过了戒严区，迎面而来的是从基隆开出的建元轮，隶属益祥轮船公司；这艘满载木材与煤炭的货轮，要往上海开，船上有一百二十名船员。那天晚上远处仍可见渔火，约十一点三刻时，两船呈丁字形碰撞，建元轮立即下沉，有些船员还立刻跳上太平轮；隔了几分钟，太平轮船员还以为没关系，结果没多久，有船员拿着救生衣下来，这时全船旅客惊醒，要求船长靠岸。
据说船长立刻将太平轮往岸边驶去，希望能靠岸边，意图搁浅，可是船还未及靠岸，就已经迅速下沉；许多尚在睡梦中的旅客，根本来不及反应，就命丧海底。据生还者徐志浩的描述：
太平轮与建元轮，都是晚上夜行，熄灯急驶，太平轮大副当天已喝醉，交由三副掌舵，三副忘记调舵，等发现建元轮迎面而来，提醒挂灯鸣笛已经来不及，两船相撞时，又没有即时放下救生艇，放下后，也没人割断绳索逃生。
生还者葛克也在法庭中记述：
砰然一声后，茶房对旅客们说，建元轮已下沉，太平轮无恙，大家不必惊恐，但是我已放心不下，携了妻儿登上甲板，那时下舱已有水浸入，只见两只救生艇上挤满了人，可是船上并没有一个船员把救生艇解绳入海……
也有目击者陈述，太平轮过于老旧，原本在出事前已向美联船厂登记要换钢板、调换船壳，加以修理，可是还来不及进厂整修，就发生惨剧。
据中联企业公司提供的名单，太平轮正式购票旅客只有五○八人，报载人数稍多，其他多是无票上船，或是随行孩童，均不在名单上，实际上是严重超载
千人惨剧，海上求生
生还者乔钟洲、何崇夫、卢鸿宾等人，在接受上海《大公报》采访时，曾经提及：
当时在海上，他们被船压到海里，吃了很多水，挣扎着浮到水面抓牢木板或箱子，又被浪打翻，这样三四次，幸亏体力好，后来爬到木板上，半身都浸到水里，寒气逼人，手足都冻僵了。
乔钟洲后来到了台湾，投入《时与潮》杂志社工作，是齐邦媛教授的表兄。卢鸿宾是位南京商人，家人都在台湾，但是所有积蓄财产都化为乌有，他担心日后的生活该怎么维持。
凄厉黑夜，海面寒风刺骨，夜越来越深，温度越降越低，海上呼救的声音逐渐微弱。据八十八岁生还者叶伦明回忆：当时不到几分钟，太平轮立即下沉，四周都是凄惨的哀号，冰冷海水浸蚀身骨，他与一些人趴在木箱上沉浮，熬到天亮，才被一艘外国军舰救起。
海上求生，是生死存亡的关卡，有温暖的相依相助，也有人性的丑恶。例如生还者葛克，曾经告诉妻子袁家说，当年还有人拿着枪支，迫别人让出木板。叶伦明在事隔六十年后，都还记得在深黑的夜里，四周尽是哀号惨叫声，却有人划着救生船，不管身边的哭喊求救声，扬长而去。"唉！"叶伦明长叹一口气。
曾经担任文化大学教授的席涵静，童年时候在上海与父母一起，等着要到台湾。国共内战打得他没上学，每天看新闻、读报纸，了解太平轮沉船事件在当年是轰动的大新闻，他也记得山西省主席及一些老乡都罹难了。一位同乡李述文是生还者，还到家里来送了本小册子，在他们家客厅叙述了逃生经过，这篇名为"太平轮遇难脱险记初稿"的记述，极为细腻地还原了沉船现场与逃生过程。
在李述文的记忆中曾经提及，有船靠近而后走远，见死不救；有人传是中兴轮，但是事后中兴轮否认，表示事发时中兴轮并不在该海域。海难发生，大家都问：太平轮船长呢？太平轮生还者张顺来在证词中说："船长不在上面，是二副在上面，出事以后，船长在里面，船沉以后，船长在浮桶上跳海死了，他说无脸见人！"
在"寻找太平轮"纪录片发表后，船长子女分别于纽约与澳大利亚，在博客留言，感谢大家制作了这部片子，他们仍旧相信父亲是失踪了，还没有回家。
李述文与叶伦明及其他脱险者，最感谢的是澳大利亚军舰华尔蒙哥号，将生还者拉上船，先安排他们到火炉边，换上水手的干净衣物，再把湿衣服拿去烘干，每个人先给热汤、咖啡、食物，带他们去热水沐浴祛寒，一面往吴淞口开去。
下午两点多已到了上海港岸，等他们衣物烘干，大略休息，恢复了一些精神，六点多才到外滩第三码头，准备离船。桌面全是个人用品，手表、皮夹、身份证件、名片等一字排开，烘干、擦拭，供各人认领，"未短一张名片，未短一块金元"。在李述文的描绘中，下船前，全部脱险者向舰长与所有官兵列队敬礼，表示谢意；中联公司派车、派人来接往饭店休息，并供给食宿。
