劫機者
穆罕默德·阿塔，機師及領袖，坐於8D號座位上，埃及人。
瓦利德·艾爾·謝瑞，座於2B號座位，沙烏地阿拉伯人。
瓦伊勒·謝里，座於瓦利德旁邊的2A號座位，沙烏地阿拉伯人。
阿卜杜勒·阿齊茲·奧瑪瑞，座於8G號座位，沙烏地阿拉伯人。
薩塔姆·蘇卡米，座於10B號座位。
起飛
美航11號飛行路線圖根據航空公司的班次表，客機原定於上午7時45分起飛，但因為登機程式落後進度（在預訂起飛的時間，劫機者穆罕默德·阿塔及阿卜杜勒·阿齊茲·艾爾奧瑪瑞仍然正在辦理登機手續。）而需要延遲。匆忙之間，阿塔的行李並沒有被放上飛機。
客機從26號登機閘門出發，並於上午7時59分使用04R（Right）跑道起飛，較原定時間延遲14分鐘。上午8時13分29秒，當客機在麻薩諸塞州中部爬升至26,000呎的時候，機員按照波士頓航空交通管制中心的指示，將客機航向右轉20度。18秒後，波士頓航管中心指示航機繼續爬升至35,000呎，但航機沒有回覆指示和依照指示飛行。上午8時16分，客機於29,000呎停止爬升。
劫機
11號航班撞擊世貿大廈北塔（A座）九一一調查委員會估計劫機人士在8時14分開始行動。機長約翰·奧格諾斯基，副機長托馬斯在飛機被持劫前操控飛機。一段短時間後，飛機開始脫離原定的航道。波士頓航空控制中心多次與航機聯絡，但客機均沒有回應。上午8時21分，航機關閉訊答機，中止傳送C模式詢答機訊號。
上午8時23分38秒，阿塔嘗試向乘客發布訊息，他卻按錯按鈕送到波士頓中心。航空管理局聽到了阿塔的發言：“我們有很多飛機，你們只要保持安靜安靜就不會受傷。我們現在正返回機場。”8時24分56秒，他說：“大家都不要動，不要動就會沒事。如果你動的話，你們將危及整架飛機上乘客的安全。保持安靜就好。”阿塔還是以為他只在跟乘客講話。當時，他的聲音已被塔台錄下來。上午8點26分, 飛機大約位於紐約伍里斯維爾的時候，做了一個100度的大轉彎向紐約前進。上午8時33分59秒，阿塔說：“請大家都不要動，我們正在返回機場，請不要做任何蠢事。”8時37分08秒，聯合航空175號班機的機組人員確認11次航班的位置和方向。上午8點37分，飛機開始由29,000英尺以3,200英尺/分的時速下降，並在8點43分做了最後一個轉彎向曼哈頓前進。上午8點46分40秒，飛機撞擊了世界貿易中心的北座大樓，機上無人生還。
電話通話
機艙服務員艾米·斯威尼和貝蒂（即華裔空乘鄧月薇）提供事發的詳細資訊。據她們憶述，有3個人被劫機者用刀刺傷或割傷喉嚨，其中兩人是機艙服務員，另一人是乘客。該名乘客是丹尼爾·M·勒溫，是一名網際網路企業家，曾服於以色列防衛隊。據美國聯邦航空局在2002年中的備忘錄中提及，勒溫有可能在阻止劫機發生時被薩塔姆·蘇卡米殺害。顯然地，坐於9B座位勒溫是被坐於其後方（即10B座位）的蘇卡米襲擊。貝蒂也在僅存的4分鐘（原有25分鐘左右）錄音帶中向美國航空控制中心的電話通話提供資料，包括有：與駕駛艙無法聯繫、無法進入駕駛艙及有乘客受傷。此外，她亦有向控制中心提供劫機者的座位位置，以便核實他們的身份。
撞機
9月11日上午8時46分40秒，11號班機故意撞向世界貿易中心北座大樓正面。飛機以490英里/小時(790千米/小時)撞上94層至98層，機上還有10000加侖的可燃性航空用油在燃燒。
這是911恐怖攻擊中第一宗事件。機上所有人員死亡，包括了11名機員，76名乘客及5名劫機者。目擊證人包括行人及司機。
傳媒首次報導爆炸的訊息是在上午8時49分，即撞擊發生後3分鐘。美國有線電視新聞網插播廣告，標題為World Trade Center Disaster（世貿中心的災難）。卡羅爾·林是第一個報導此事件的主播，她說：
Yeah. This just in. You are looking at obviously a very disturbing live shot there. That is the World Trade Center, and we have unconfirmed reports this morning that a plane has crashed into one of the towers of the World Trade Center. CNN Centerright now is just beginning to work on this story, obviously calling our sources and trying to figure out exactly what happened, but clearly something relatively devastating happening this morning there on the south end of the island of Manhattan. That is once again, a picture of one of the towers of the World Trade Center.
（譯：各位，大家好。您們剛看到一個令您極度不安的現場直播片段。該處是世界貿易中心，我們今早已作未經確定的報導，指一架飛機撞進了世貿中心其中一幢大廈。CNN新聞中心現正開始就此事件展出報導，透過我們所發放的來源去了解究竟發生了什麼事，但我們已清楚看到曼哈頓島的南端今早發生了相對破壞性極大的事。再重複一次，這是世貿中心其中一幢大廈的圖。）
不久，CNN財務副主席肖恩·默塔在一個電話錄音節目中說到，從他的辦公室（紐約CNN科）看見一架大型噴射客機直撞世貿中心。終於，其他所有電視網路均中斷原本的廣播，改為播放撞飛機的最新訊息。起初，新聞報導推測這次撞機是恐怖攻擊，直到18分鐘後，聯合航空175號班機撞上世界貿易中心南座大樓。
朱勒·諾代，一位法國籍的攝影師，和帕維爾·赫拉法，一位捷克籍的移民者，兩個人都拍攝到飛機撞上北座大樓的一幕。 一個由沃爾夫岡在布魯克林的美術博物館安裝的攝影機，在最尾的4秒鐘拍攝一張下曼哈頓的照片， 剛好拍到了美國航空11號班機撞上北座大樓。
死難者
現場飛機撞進北大樓所帶來的衝擊力，徹底破壞北大樓電梯槽及3條樓梯，令撞擊點以上1300餘的人無法逃生。而撞進南大樓的飛機，由於是從側面撞擊，因此仍有一條樓梯未被破壞，故生還者較北樓多。事發時，共有1366人在飛機衝撞的樓層或之上。根據報告所指，數百人在飛機撞擊時立即死亡，剩餘的被困在高層，不是從大樓上跳下來，就是燒死和因結構倒塌而死亡。
Cantor·菲茨傑拉德，一個位於世貿大廈北座101到105樓的投資銀行，共有658名員工死亡，比任何一個僱主都多。亦有救援人員（兩座大樓加起來為400人，多數是來自紐約市消防局(FDNY)）在於大樓倒塌之時喪生。
死者中包括了部份著名乘客：
大衛·安吉爾，美國電視節目製作人（1946年出生） 貝利·貝倫森，美國演員及攝影師（1948年出生） 卡洛琳，音樂視像製作人（1953年出生）查爾斯·愛德華·瓊斯，太空軍事家（1952年出生）丹尼爾·勒溫，Akamai創辦人之一（1970年出生） 此外，動畫節目《居家男人》創作人塞思·麥克法蘭，原定乘坐此航班，因為誤會而錯過乘坐航班。他登記的旅行社告訴他航班在8時15分出發，但實際上是7:45分出發，他到達的時候航班已經完成登機程式。
報稱坐於9D座位的乘客穆罕默德·阿塔，已證實事發時並沒有登上本航班；根據波士頓環球報於兩天后（即2001年9月13日）發表報告指，真正坐於9D座位的乘客，其實是丹尼爾·勒溫。飛機衝擊造成大規模的傷害。該場是一場長久的火災，飛機燃油的燃燒，令北大樓的結構嚴重受損。據世貿中心地盤建築經理弗蘭克·A·迪馬丁尼指出，世貿中心南、北大樓是採用鋼興建，其支撐點設於大樓中間，設計上是可以抵禦飛機撞擊。很多方面也推測到，劫機者利用滿載燃油的廣體客機撞向大樓，從而造成重大傷亡。及後，拉登就是次襲擊發表錄影講話，片段中承認襲擊是由他策動的，但並沒有預計到世貿中心會倒塌。
北美空防司令部的反應
自美國航空11號班機在洛根國際機場起飛的一刻，聯邦航空局位於波士頓的航空管制中心一直都有監察著其動態。
航空管制員重覆與該飛機聯絡，稍後從機內傳出一句“ 我們有很多飛機”（We have some planes），便知發生了劫機事件。該名管制員隨即向主管提出此警報，指該飛機正向紐約市領空飛去。上午8時32分，美國聯邦航空局位於維珍尼亞州Herndon市的指揮中心向美國聯邦航空局總部發出通知。
上午8時37分，波士頓控制中心直接與紐約羅馬的北美空防司令部（NORAD）東北空防部隊聯絡。東北空防部隊隨即派出停泊於麻薩諸塞州法爾茅斯奧的斯空軍基地的兩架F-15戰機前往攔截11號班機，並於上午8時46分從奧的斯基地起飛。但在這時，11號班機已撞向世界貿易中心。
由於11號班機的識別系統已被關掉，因此美國空軍機師無法得悉應飛往哪一方向才能會合11號班機。之後，東北空防部隊花了數分鐘時間留意他們的雷達螢幕，期望雷達系統能與11號班機重新聯絡上。再之後9分鐘，北美防空司令部才確定出4架被騎劫客機的位置。
美航11航班最後時刻揭秘
據美國廣播公司19日披露，去年9月11日，在美國航空公司11航班撞向紐約世貿大樓前，機上其實有兩名女空姐已通過手機跟美航地面控制中心取得了聯繫，只不過聯邦調查局將這兩個電話內容“隱藏”了下來。在最後25鍾內，這兩名空姐一直向地面控制中心人員匯報飛機上發生的一切，並記下了劫機犯的座位號，使聯邦調查局得以在最短的時間內查明劫機犯是“基地”組織成員。 （金羊網）
