恐怖活动如此频繁，如此严重，有如连环大地震，给俄罗斯社会造成极度的震荡、惊恐与不安，同时也引起了国际社会的巨大震惊。这是对普京政府车臣政策最严重的挑战，也给俄罗斯经济带来极大的冲击。据俄罗斯《消息报》9月3日报道，在连续发生客机坠毁、莫斯科地铁爆炸及别斯兰人质事件后，已有三分之一的外国人取消了原定的俄罗斯之行。有人称这是10多年以来“最为严重”的旅游危机。普京总统身上的压力可想而知。
就在普京调兵遣将之时，恐怖分子抓紧时间做着防止特种部队强攻的准备。他们把所有人质像沙丁鱼一样塞进狭小的体育馆后，又在体育馆两端的两个篮球架之间拉起电线，让电线沿墙壁绕了一个圈，形成一道警戒电网，把所有人质都围在电网里面。随后，恐怖分子又在电线上挂上炸弹，每隔一小段距离，就挂上一枚，同时，每扇窗户和出入口也都挂上炸弹。所有的炸弹全都联结起来，一枚爆炸，就会引起连环爆炸。此外，恐怖分子还在篮球场中央放了两只大箱子，在篮球架上挂了几只大口袋，放满炸药，其威力足以让整个体育馆飞上天。
为防止人质反抗和逃跑，恐怖分子把男子、妇女和小孩分开，分类管理。他们还残忍地杀鸡儆猴，当场杀害了20多名身强体壮的男子。
事后（9月7日），俄罗斯NTV电视台播放了一段现场录像，据称是恐怖分子拍摄的，从中可以了解人质们的悲惨处境和恐怖分子的残暴。
录像画面显示，成百上千名人质靠墙紧紧挤在体育馆的房间内，许多人质的手都放在脑袋后面，他们多数仍然穿戴整齐，一些人不停地用书当扇子驱赶闷热。几名头戴面罩的恐怖分子忙着布置炸弹，一名恐怖分子蹲在地上，整理着炸弹上的电线，那炸弹像一只小手提箱。篮球架的篮筐里，也都塞满了炸弹。整个体育馆电线纵横，篮球大小的炸弹就挂在电线上，悬吊在半空中，犹如成百个气球，左右摇晃。炸弹布置得很低，人质上洗手间时，脑袋一不小心，就会碰上。
体育馆地板上也到处布满电线和引爆炸药的装置，甚至还躺着一枚火箭驱动手榴弹发射器。另一个角落，堆放着大量的武器和爆炸装置。
一名身穿迷彩服、头蒙黑头巾的恐怖分子站在一名小男孩身边，他用靴子踩着一本书，电视旁白称，书底压着引爆体育馆内炸药的雷管机关。
据37岁的生还人质、别斯兰第一中学女教师卡苏莫娃对美国《时代周刊》记者的描述，恐怖分子曾向人质发出警告，吊在半空中的炸弹，通过电线与两名恐怖分子脚底下踩着的雷管机关连接。任何一人只要将脚移开，整座体育馆就会发生剧烈爆炸。一名恐怖分子对人质道：“如果他们（俄特种部队）发动攻击，我们将打光最后一颗子弹，然后引爆炸药将自己炸死。我们没有任何东西可以失去，我们来这里就是为了死亡。”
一名身穿迷彩服的男绑匪摆弄着一支自动步枪，体育馆一扇小门背后，守卫着一名从头到脚裹得严严实实的“黑寡妇”，只有一双犀利残忍的眼睛露在外面。她拿着一支手枪，身上绑着沉甸甸的炸药，腰带上的电线清晰可见。
体育馆地面有一道深红色的痕迹，那是被枪杀的人质被拖走后留下的痕迹。
据卡苏莫娃回忆，人质事件第一天，体育馆中的师生们充满了恐惧和惊慌，一名学生的父亲起身试图让众人平静下来，恐怖分子视之为“人质头”，立即朝他的脑袋上开了一枪。卡苏莫娃道：“他的尸体在地板上躺了很久，恐怖分子叫人将尸体拖走后，又强迫一些女孩将地上的血迹擦干。”
一名老太太，她可能是某学生的祖母，来学校参加孙子的开学典礼。当恐怖分子的摄像机镜头移向她的脸时，她的眼睛立即转向旁边，她知道与恐怖分子眼睛接触的代价。但接着，她突然意识到自己“犯了一个错”，由于疲惫，她将一直放在脑后的双手不自觉地垂了下来，她立即按恐怖分子先前的命令，重新将双手放到脑后。
画面上还能见到一个男孩站在大厅中，他的头上顶着一件白色的东西，一动也不敢动，显然是恐怖分子在对他进行“惩罚”。在那个杀人魔窟中，什么事都可能发生，连一名渴极了的男孩要水喝也被恐怖分子捅死。
播出的电视画面令人揪心，惨不忍睹，65岁的卓娅老太太啜泣道：“电视台是残忍的，他们知道受害者家属会看电视，但却仍然播放这些可怕的画面。”
13时50分，解救人质指挥部试图与恐怖分子接触。然而，当北奥塞梯政府的穆夫提瓦尔加托夫和检察长巴塔科夫准备进入学校谈判时，却遭到恐怖分子的断然拒绝。
15时45分，恐怖分子用手机与解救人质指挥部联系，双方开始在电话中谈判。
稍后，恐怖分子意外地释放了第一批人质：15名孩子和一名妇女。这名妇女有两个小孩在别斯兰中学读书，今天，她抱着刚满8个月的婴儿，满怀兴致地赶来参加开学典礼，没想到，一家四口全都落入了虎口。由于她怀里的婴儿哭闹不止，烦躁的恐怖分子决定将妇女和婴儿释放，但母亲坚决要求同时带走她的另外两个小孩。经过反复再三的苦苦哀求，恐怖分子终于答应她可以再带走一个，如果不识抬举，再找麻烦，就立即杀死她全家。母亲百般无奈，只好怀抱着婴儿，牵着一个小孩，强忍着巨大的悲痛，一步一步离开了杀人魔窟，把孤立无望的女儿留在恐怖分子手中。
此时，从各地火速赶来的特种部队、武装警察已抵达现场，很快完成了对别斯兰中学的包围和封锁。恐怖分子从高处看到这种情况，立即发出威胁，他们恶言恶语地威胁道：如果当局要对体育馆实施强攻，只要他们中有一人死去，就立刻杀死50名儿童作为报复；如果有一名同伙受伤，他们也将杀死20名儿童作为报复。解救人质指挥部考虑到1000多名人质的生命安全，紧急下令，不到万不得已的时候，所有部队不得使用武力。
18时50分，俄罗斯政府就最近在国内发生的一系列恐怖事件向国际社会发出紧急呼吁：立即召开联合国安理会会议，商讨解决国际恐怖主义问题。
当晚22时50分，俄罗斯北奥塞梯解救人质行动指挥部为人质亲属开通了“热线”电话，随时通报有关人质的最新消息，要求他们保持镇静。
9月2日凌晨1时15分，根据恐怖分子提出的谈判条件，他们指定的中间人罗沙利医生来到别斯兰中学外，与恐怖分子进行了电话联系。
凌晨3时，恐怖分子中断了同俄罗斯当局的电话谈判。
凌晨5时，联合国安全理事会表示：强烈谴责恐怖分子在别斯兰中学扣押人质的罪恶行径。
9月2日上午10时30分，俄罗斯总统新闻局宣布，由于别斯兰发生了严重劫持人质的恐怖事件，普京总统推迟原定于9月2日至3日对土耳其共和国的国事访问，全力以赴投入解救别斯兰中学人质的工作。
中午12时，俄罗斯当局通过手机恢复了与恐怖分子的电话谈判。13时50分，普京总统在会见来访的约旦王国国王阿卜杜拉二世时，表达了反对恐怖主义的强硬态度，表示俄罗斯政府当前最主要的工作就是挽救人质的生命。
14时，俄联邦安全局驻北奥塞梯共和国官员表示：俄罗斯政府不会动用武力解救别斯兰中学人质。人质的生命安全是首要问题，俄罗斯政府正在与劫持人质的武装人员进行有关释放人质的谈判。
下午16时10分，在俄联邦印古什共和国前总统奥舍夫的斡旋下，恐怖分子又释放了26名妇女和儿童。奥舍夫曾涉嫌秘密支持过车臣非法武装，与车臣恐怖分子保持着较好的关系。不过，事态发展越来越糟糕，越来越危险。近千名人质已被扣押30多个小时，小小的体育馆中既无食物，也无饮用水；既不能躺下，也不允许自由走动，人质只能规规矩矩地坐在地板上。门窗紧闭，空气闷热，令人窒息。从未受过折磨的孩子们情绪烦躁，他们不顾恐怖分子的恐吓，从原地站起来，有的还冲着恐怖分子高喊：“给我们水喝！”恐怖分子立即严厉弹压，枪杀了两名孩子，烦躁的孩子吓呆了，渐渐安静下来。但没过多久，体育馆里又发生骚乱。孩子们饥渴难忍，从地下拾起家长送给老师的鲜花充饥，或者用手接着自己撒的尿喝。恐怖分子知道，如果这种情况继续下去，人质的精神将会彻底崩溃，那时，他们不再顾及自己的生命，拼死反抗，混乱的局面将难以收拾。自然，他们会来一场残忍的大屠杀，但人质死后，他们什么目的都达不到，整个恐怖行动将是竹篮打水——一场空。为此，恐怖分子通过电话，催促俄罗斯当局立即答应他们的条件，但并未得到回应。
莫斯科指挥机构密切地关注着事态的变化和发展，决不放过恐怖分子微小的行为变化，随时预防不测。与此同时，他们在几条战线上同时采取了行动。
这一天，普京总统分别致电、致信给几位在伊斯兰世界具有一定影响的国家元首，请求他们出面调解斡旋，帮助俄罗斯解救人质。与此同时，俄罗斯安全部门把恐怖分子的亲属带到别斯兰中学现场，尽管当时“反劫持人质”政策正在酝酿，尚未出台。据美国《洛杉矶时报》报道，9月2日早6时，在兹纳梅斯克村，俄罗斯士兵跃过院墙，破门而入，将67岁的哈瓦什·谢米耶夫和他的妻子装上卡车，随后被赶上车的还有他的两个儿子、儿媳、谢米耶夫的姐姐、他的三个孙子，其中曼苏尔11岁、马尔哈兹尼9岁，最小的马梅特只有7岁。所有的人都只穿着睡衣，他们被带到汉卡拉的俄军指挥中心，在那里，安全人员强迫男子跪在地上，头低垂到地板，而后，又用布袋蒙住他们的头，双手反绑在身后，不时，还用脚踢他们。从星期四到星期六，汉卡拉共逮捕了40余名车臣恐怖分子领导人的亲属，作为人质。
不过，俄罗斯当局的解释则与《洛杉矶时报》大相径庭，俄罗斯北高加索联合部队司令部在谈及此事时称：“我们已经掌握了较为准确的情报，车臣恐怖分子计划对他们自己的亲属采取武力行动，以此来诬陷我们，所以，我们必须对他们提前加以控制，从而保证他们的生命安全。他们不是我们的人质，而是我们的保护对象。”
哈瓦什·谢米耶夫及其亲属受到俄方特殊关照并不奇怪，因为其女库萨玛是车臣恐怖分子总头目马斯哈多夫的“压寨夫人”，而俄罗斯联邦安全部门认为，几乎可以肯定，马斯哈多夫就是别斯兰中学劫持人质事件的总策划和总指挥。
9月3日凌晨2时，俄罗斯当局与别斯兰中学里的恐怖分子的电话联系再次中断。恐怖分子还对学校外围的俄军警戒线发射了数枚火箭弹，一名正在执勤的警察中弹受伤。
上午8时，双方的电话联系重新接通。此时，扣押在体育馆中的近千名人质已经在饥渴中度过了艰难的48小时，没有任何食物，没有饮用水，精神极度恐怖、紧张。解救人质指挥部通过电话与恐怖分子联系，希望能够给人质提供食物和饮水，同时要求允许红十字救援机构派人进入体育馆，医治伤员，抬走尸体。恐怖分子答应了上述要求，他们自己也已筋疲力尽，饥渴难熬。
12时45分，经过双方商定，恐怖分子同意将所有死去的人质运出别斯兰中学。
13时零5分，俄罗斯急救人员进入学校，开始搬运尸体。突然，体育馆里传出激烈的枪声和巨大的爆炸声，天花板被炸飞，露出几个大窟窿，大块的屋面板坍塌下来，窗户上的玻璃被炸碎后飞出数十米。体育馆中的人质误以为是政府的特种部队开始了解救人质的行动，便不要命地冲向窗口，冲向墙洞，飞身外跑和跳跃，拼命争抢逃生之路。恐怖分子一见方寸大乱，慌忙向人群开枪射击和投掷手榴弹，有的还引爆了挂在墙壁上的炸弹，一时血肉横飞，尸横遍地。
一个年仅13岁的小男孩萨沙，听到剧烈的爆炸声后，眼见恐怖分子残忍地向人群开枪，他顾不上满身鲜血，第一个冲向窗口，高喊着“基督复活”，飞身鱼跃而出。萨沙带领一群同学，沿着他们平日玩耍十分熟悉的路线，很快就跑出学校，从一幢建筑物的后门进入了一家酒吧。待这些满身是血、衣不遮体的孩子跑出酒吧，望眼欲穿的家长已经在他们身边了。几十辆救护车迅速将他们送往医院，不少市民也开着私车投入到紧张的运送伤员的工作中。
根据俄罗斯特种部队的一盘监视录相带显示，恐怖分子曾在炸弹爆炸前一刻就继续留守还是逃离学校进行过激烈的争论。但是，体育馆内炸弹爆炸是意外爆炸还是内部讨论的结果却无从知道。一部分恐怖分子不同意劫持学生，他们的总头目“上校”开枪打死了反对者，以震慑其他人，并称谁要不服从，也将被枪毙。“上校”还引爆了两名“黑寡妇”身上的炸药，她俩当场毙命。恐怖分子还把学校各个角落都放置了地雷。他们都是布雷的专家，布雷的面积很大。恐怖分子头目把炸药的导火索栓在另一个恐怖分子的腿上，如果他临阵逃跑，炸药就会自动引爆。“上校”不断威胁人质和他的部属，说学校里的所有人谁也不能活着出去。当爆炸声连续响起、枪声大作之时，守候在学校四周的特种部队发起了攻击。此时，时钟正指13时15分。事前，他们毫无思想准备，因为上司一直强调不到万不得已，决不会动用武力。事后（2004年12月），据俄罗斯联邦委员会副主席、别斯兰事件调查委员会主席托尔申在接受《莫斯科共青团真理报》采访时介绍，当时已经有了达成某种协议的可能，而这种所谓“协议”就是满足恐怖分子经济方面的要求，只是一时没有筹集到那么多现钞。但此刻，特种部队必须迅速投入战斗，消灭恐怖分子，解救人质。两辆坦克轰隆隆地撞倒围墙，在前边开路，“阿尔法”和“信号旗”战士紧紧跟随，冲进校园，猛扑体育馆。心急如焚的学生家长也一拥而入，场面一片混乱。
恐怖分子顽强抵抗，异常凶狠，其表现难以想象：一些恐怖分子身中数弹，依然挣扎着射击，拼死顽抗；一个恐怖分子右手被炸飞，还用左手连续射击；另一名恐怖分子的腹部被手榴弹炸穿，湿漉漉的肠子翻出肚皮，但他呻吟着爬起来，差点杀死了两名俄罗斯特种兵。俄方解释，这些恐怖分子如果不是服用了某种用于战斗的兴奋剂，他们在战斗中不可能这样凶狠，也不会坚持这么长久。
一些妇女、儿童从一片狼藉的体育馆中逃出，浑身是血，冒着枪林弹雨，一边飞跑，一边狂呼救命。有30名妇女、儿童成功逃离。“我打破了一扇窗户逃了出来，”一个手上缠了绷带的男孩对俄罗斯电视台记者说，“人群四散奔逃……他们（武装分子）从屋顶上开枪。”大约45分钟后，恐怖分子也开始逃离体育馆，俄安全部队迅速分兵追击。