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  火焰從木質的自動扶梯底部燃起,有人聲稱在19:30左右就報告過聞到怪異氣味,而消防局是在19:36接到的報警。火勢很快就從自動扶梯蔓延到了售票大廳,許多乘客因濃烈的煙霧被困在售票廳內,有毒的氣體使得許多人昏迷乃至窒息。而另一些剛下車的乘客在發現到大火後便乘車離開。進出車站的車輛所引起的空氣流動助長了火焰的蔓延,卻不足以驅散有毒氣體。消防員在19:42趕到現場後便開始撲滅火焰、幫助乘客逃離。但因事發突然,沒有地鐵站的地圖和配發防毒面具,滅火工作並不順利,一名消防員殉職。大約在第二天凌晨1:30,火焰才被徹底撲滅。火災造成了31人死亡和60名以上的傷者,死亡原因多為吸入過量有毒氣體。英國首相撒切爾夫人在火災撲滅後親自前往醫院探望傷者。

  這次嚴重事故在英國社會造成很大反應。事後進行的調查並沒有能對火災的起因給出一個統一的答覆。倫敦消防局的調查表明,很有可能是點燃香菸後丟棄的火柴點燃了潤滑油引起了火災。有人認為這是由菸頭引起的;有人認為這是自動扶梯下的垃圾堆積過久,遇上火花引起的;甚至有人將其與恐怖活動聯絡起來。調查員也想過是否與活塞效應有關但經測試活塞效應帶來之風量不足以帶來閃燃在調查過其他地鐵站那些同樣為木結構的自動扶梯之後,人們發現這些扶梯上常有多處燃燒過的痕跡,但這些火焰在被人發現之前就自動熄滅了。在失火現場模擬的實驗中,消防隊員先讓火著了七分鐘,然後將其撲滅。而這一實驗雖也確實重現了初始的目擊報告,但因為燃燒時間不足等原因所以未能解釋為何發生了閃燃。。在隨後計算機模擬和野外復原模擬的試驗中,調查組查明火災所造成的閃燃是由溝槽現象造成的。英國工黨認為,撒切爾政府所實施的削減公共設施開支的財政政策,也要為火災的發生擔負一定的責任。但這起火災之後倫敦乃至世界各地鐵車站更加重視火災的防範,廣泛採取諸如禁止在車站內吸菸等舉措降低火災風險。英國政府也命令木製手扶梯必須全數更換成較不易燃燒材質。
國王十字站大火是首次引起重大傷亡的地鐵火災。這場火災發生在1987年11月18日,倫敦地鐵國王十字聖潘可拉斯站內。時值下班期間,共造成31人死亡。