Возгорание началось около 19:30 по местному времени уже после закрытия музея. В здании не было никого, кроме нескольких охранников, которые успели покинуть его. Причины пожара неизвестны. Полиция ведет расследование, пытаясь установить, не был ли пожар результатом умышленного поджога.
Огонь тушили 80 пожарных. По данным Associated Press, к тушению смогли приступить только через 40 минут — два пожарных гидранта оказались выведены из строя и воду пришлось брать из близлежащего озера. Взять под контроль распространение огня удалось только к утру понедельника, 3 сентября.
В огне погибла большая часть коллекции музея из 20 миллионов предметов. Среди наиболее известных экспонатов — древнейший в Южной Америке человеческий скелет “Лузиа” возрастом 12 тысяч лет, крупнейший упавший в Бразилии метеорит, уцелевшая при извержении Везувия римская фреска из Помпей, найденный в бразильском штате Минас-Жерайс скелет динозавра. В середине ХХ века музей стал частью Федерального университета Рио-де-Жанейро. В его стенах открылись множество студенческих лабораторий, а также располагалась одна из крупнейших научных библиотек страны.