7 апреля 1989 года К-278, возвращаясь с боевой службы, шла в нейтральных водах Норвежского моря на глубине 380 метров со скоростью 8 узлов. На борту находился 604-й флотский экипаж под командованием капитана 1-го ранга Евгения Алексеевича Ванина в составе 69 человек. В 11:02 в районе острова Медвежий в 7-м отсеке возник очаг пожара, истинная причина которого осталась неустановленной. В зону пожара попали силовые электрические системы, из-за повреждения которых на глубине 150 метров сработала аварийная защита паротурбинной установки, и подводная лодка потеряла ход. Для дальнейшего всплытия была подана команда продуть группу цистерн главного балласта. При выполнении этой команды произошёл разрыв трубопровода воздуха высокого давления (ВВД) цистерны главного балласта № 10, расположенной в 7-м отсеке, в результате чего в отсек под высоким давлением начал поступать сжатый воздух, что привело к перерастанию локального пожара в объёмный. В 11:16 лодка всплыла на поверхность. Горели уже два отсека – 6-й и 7-й. В надводном положении сработала аварийная защита ядерного реактора. Была подана команда запустить аварийный дизель-генератор, которую экипаж выполнял в течение двух с лишним часов. В 11:37 был передан сигнал об аварии, и в 12:43 в воздух поднялся Ил-38 майора Геннадия Петроградского. В 14:40 он появился над лодкой, но помочь ничем не смог. Вода стала поступать внутрь прочного корпуса 7-го отсека. К 14:50 в воздухе находились уже три самолёта. В 16:35 летчики заметили, что лодка начала оседать на корму. В 16:40 командир лодки приказал готовиться к эвакуации, приготовить ВСК и покинуть отсеки. Личный состав начал отдавать спасательные плоты, однако удалось спустить на воду лишь один из них. В 17:00 из лодки начали эвакуироваться моряки. В 17:08 лодка с дифферентом на корму до 80 градусов стремительно затонула и опустилась на глубину 1658 метров.

В воде оказалось около шестидесяти человек. Пятеро моряков, включая командира Ванина, успели забраться в ВСК. На глубине 400 метров камера отделилась и на мгновение показалась на поверхности. В момент ее всплытия от разницы давлений сорвало люк камеры и выбросило в море мичмана Сергея Черникова. Через открытый люк смог самостоятельно выбраться лишь мичман Виктор Слюсаренко, после чего камера из-за притока забортной воды вновь ушла на дно. Внутри прочного корпуса подводной лодки остался капитан 3-го ранга А.М. Испенков, до последних минут обеспечивавший работу дизель-генератора. В 18:20 к месту аварии прибыла плавбаза «Алексей Хлобыстов». К этому моменту погибли от переохлаждения и утонули 16 человек. На борт «Алексея Хлобыстова» подняли 30 живых и 16 погибших моряков. На борту умерли еще трое из тридцати спасенных. 20 погибших остались в море: капитан 3-го ранга А.М. Испенков, а также вахтенные 6-го и 7-го отсеков: мичман Владимир Колотилин и старший матрос Н.О. Бухникашвили – на борту корабля. Тела трех членов экипажа, включая командира корабля Ванина, остались на дне в ВСК. Остальные утонули в ледяной воде. Таким образом, в результате катастрофы 42 человека погибли, 27 – выжили. Все они указом Президиума Верховного Совета СССР от 12 мая 1989 года были награждены орденами Красного Знамени.