爆炸后的蕈状云宽达将近40公里，高达60公里，比珠穆朗玛峰还高7倍多；爆炸产生的热风甚至可以让远在170公里以外的人受到3级灼伤，爆炸的闪光还能造成220公里以外的眼睛剧痛与灼伤，甚至造成白内障以及失明。至于整个爆炸连芬兰都能看的到与感觉的到，因为造成当地房屋的玻璃破碎；爆炸所产生的暴风压力就高达每平方吋300磅，足足吹送了将近1000公里的范围。虽然这一次试爆是在空中试爆，但是往地球传送的震波被美国地质调查仪侦测到引起芮氏地震规模5~5.25级的地震。
距离测试地点55公里外的塞佛尼殖垦地（Severny settlement）中所有木造或砖造的房屋全毁；数百公里内的木造房屋均全毁，只有砖造或石造房屋残留，但是都没有门窗与屋顶；爆炸后的电磁脉冲波（EMP;Electromagnetic pulse）足足造成了一个小时的无线电通讯空窗期；
苏联研制的“沙皇炸弹”（TsarBomba）是有史以来人类试验的个头最大、威力也最大的核武器
爆炸后所引发的大气扰动（atmospheric disturbance）环绕了地球三次。将整个亚欧大陆向南推移了7毫米。执行这一次试爆任务的飞机是一架从驻科拉半岛基地的Tu-95轰炸机V型（特制机种，目前展览于俄罗斯中央空军博物馆），由安德烈·杜尔诺夫柴夫少校（Major Andrei E. Durnovtsev）驾驶；另外伴随一架Tu-16獾式喷射轰炸机作为观测机，负责将试爆的画面以图片与影像纪录下来，同时将爆炸时的空气作样本收集。
体型过于庞大是沙皇炸弹无法服役实战化的主要原因
由于“沙皇炸弹”过于庞大，所以该架Tu-95任务机必须将机体内的燃油槽与机腹炸弹舱门移除才能执行任务。（这也就是沙皇炸弹无法服役实战化的主要原因）。杜尔诺夫柴夫少校于任务结束后马上就地升任中校，并且获颁苏联英雄勋章（Герой Советского Союза, Geroy Sovyetskovo Soyuza）一枚。执行任务的两架轰炸机均涂装含有特殊材质的白色无反光涂料（西方情报单位推测为含硅陶土的涂料）以避免试爆的高温造成人员或任务机的损伤。
