Aczkolwiek nie był to największy ani najszybszy transatlantyk swojej ery, mierzący 697 stóp Andrea Doria był powszechnie uważany za najpiękniejszy. Jego pokłady były usiane trzema odkrytymi basenami, a on sam został nazwany „pływającą galerią sztuki” ze względu na olśniewający wachlarz obrazów, gobelinów i surrealistycznych murali. Znajdował się tam nawet naturalnej wielkości posąg z brązu przedstawiający imiennika statku, XVI-wiecznego genueńskiego nawigatora. Równie imponujące były funkcje bezpieczeństwa Dorii. Statek posiadał dwa ekrany radarowe – stosunkowo nowa technologia na oceanicznych liniowcach – a jego kadłub podzielony był na 11 wodoszczelnych przedziałów. Zaniepokojeni podróżni mogli również znaleźć ukojenie w obecności kapitana Piero Calamai, czcigodnego włoskiego marynarza i weterana zarówno I, jak i II wojny światowej.
Doria bezpiecznie ukończyła 100 transatlantyckich rejsów w latach 1953-1956 i początkowo wydawało się, że jej 101. rejs nie będzie inny. Po opuszczeniu Włoch 17 lipca 1956 roku, statek zatrzymał się w trzech portach na Morzu Śródziemnym, a następnie wypłynął na otwarty ocean w dziewięciodniową podróż do Nowego Jorku. Wraz z 572 członkami załogi na pokładzie znajdowało się 1134 pasażerów, wśród których były rodziny włoskich imigrantów, osoby podróżujące w interesach, urlopowicze, a nawet kilka znanych osobistości, takich jak hollywoodzka aktorka Ruth Roman.
25 lipca Doria wpłynęła na mocno uczęszczane szlaki morskie u północno-wschodnich wybrzeży Stanów Zjednoczonych. Tego samego dnia 524-stopowy szwedzki liniowiec pasażerski Stockholm wypłynął z Nowego Jorku w podróż do swojego portu macierzystego w Göteborgu. Około godziny 22:30 oba statki zbliżyły się do siebie z przeciwnych kierunków u wybrzeży Nantucket. Żaden z nich nie stosował się do ustalonych „zasad ruchu drogowego” dla podróży oceanicznych. Pomimo żeglugi w gęstej mgle, kapitan Calamai nakazał tylko nieznaczne zmniejszenie prędkości, aby utrzymać się w harmonogramie na wczesny poranny przyjazd do Nowego Jorku. Sztokholm tymczasem płynął na północ od zalecanej trasy w kierunku wschodnim, mając nadzieję na skrócenie czasu podróży.
Około godziny 22:45 radar Calamai wychwycił blipa reprezentującego Sztokholm. Szwedzki statek, pod wachtą trzeciego oficera Johana-Ernsta Carstensa-Johannsena, dostrzegł Dorię na własnym radarze kilka minut później. Była to sytuacja, z którą obaj mieli do czynienia niezliczoną ilość razy, jednak tym razem oba okręty doszły do przeciwnych wniosków co do wzajemnej lokalizacji. Carstens namierzył Dorię po swojej lewej stronie i przygotował się do przejścia port-port, podczas gdy Calamai, ustalając położenie Sztokholmu po swojej prawej stronie, manewrował do bardziej niekonwencjonalnego przejścia burta w burtę. Jeden z nich – do dziś nie wiadomo kto – źle odczytał wskazania swojego radaru i niechcący skierował swój okręt w stronę drugiego.
Oficerowie nie zdawali sobie sprawy, że są na kursie kolizyjnym aż do godziny 23:10, kiedy Calamai w końcu dostrzegł światła Stockholmu przez gęstą zasłonę mgły. „Płynie prosto na nas!” krzyknął jeden z oficerów Dorii. Mając tylko chwilę do stracenia, Calamai zarządził ostry zwrot w lewo, próbując wyprzedzić drugi statek. Carstens, dostrzegłszy Dorię, próbował cofnąć swoje śruby i zwolnić. Było już za późno. Dziób lodołamacza „Stockholm” uderzył w prawą burtę „Andrea Dorii” jak taran, łamiąc grodzie i wbijając się na około 30 stóp w kadłub. Pozostał tam przez kilka sekund, po czym oderwał się, pozostawiając dziurę w burcie Dorii.
Na pokładzie Andrea Doria pasażerowie poczuli ogromny wstrząs, któremu towarzyszył dźwięk brzęczącego metalu. Aktorka Ruth Roman opisała, że słyszała „wielką eksplozję jak petarda”. W jednym z salonów orkiestra pokładowa grała właśnie piosenkę „Arrivederci, Roma”, gdy nagle została zepchnięta ze sceny przez siłę uderzenia.
Ci, którzy skończyli tylko z zadrapaniami i siniakami, mogą uważać się za szczęściarzy. W wyniku zderzenia zginęło pięć osób na Sztokholmie i dziesiątki na Dorii, której duża część prawej burty zamieniła się w poskręcany metal. Włoska imigrantka Maria Sergio i jej czworo małych dzieci zginęli podczas snu. W innej kabinie mieszkaniec Brooklynu, Walter Carlin, odkrył, że zewnętrzna ściana jego pokoju została całkowicie odłupana. Jego żona, która czytała w łóżku, po prostu zniknęła. Zdecydowanie najbardziej niezwykła historia dotyczyła Lindy Morgan, która spała w kabinie po prawej stronie. W katastrofie zginęli jej ojczym i przyrodnia siostra, ale Morgana została jakimś cudem podniesiona z łóżka i rzucona na zmiażdżony dziób „Sztokholmu”, gdzie wylądowała tylko ze złamaną ręką. „Byłam na Andrea Doria” – powiedziała zdumionemu marynarzowi ze Sztokholmu, który ją znalazł. „Gdzie ja teraz jestem?”
Po szoku spowodowanym kolizją, obie załogi rzuciły się do inwentaryzacji swoich statków. Podczas gdy Sztokholmowi nie groziło zatonięcie, Doria doznała krytycznych uszkodzeń i przechylała się o ponad 20 stopni na prawą burtę, pozwalając wodzie morskiej przelewać się przez jej wodoszczelne przedziały. Calamai zrezygnował z opuszczenia statku, ale wkrótce napotkał na katastrofalny problem: przechył był tak duży, że nie można było już zwodować ośmiu łodzi ratunkowych Dorii z lewej burty. Pozostałe na prawej burcie jednostki mogły pomieścić tylko około 1000 pasażerów i załogi. „Tutaj niebezpieczeństwo jest natychmiastowe” – zakomunikowała Andrea Doria przez radio. „Potrzebne łodzie ratunkowe – tak wiele jak to możliwe – nie możemy użyć naszych łodzi ratunkowych”.
Na szczęście dla Calamai’ego, jego statek pływał w intensywnie uczęszczanym pasie Atlantyku. Podczas gdy uszkodzony „Stockholm” zaczął ratować pasażerów z „Dorii”, kilka innych statków odpowiedziało na jego wezwania o pomoc i popędziło na miejsce zdarzenia. Pierwszy z nich, mały frachtowiec Cape Ann, przybył na miejsce około godziny 12:30. Dwa statki amerykańskiej marynarki wojennej przybyły wkrótce potem, ale łodzi ratunkowych wciąż brakowało. W końcu, około godziny 2 w nocy, potężny francuski transatlantyk Ile de France manewrował obok Dorii, rozświetlił ciemności swoimi reflektorami i rozpoczął akcję ratunkową przy pomocy swoich łodzi ratunkowych.
Mimo przybycia pomocy, sytuacja na pokładzie Dorii pozostawała niebezpieczna. Odłamki powstałe w wyniku kolizji uwięziły część pasażerów w ich kabinach, a wielu z nich na niższych poziomach musiało przedzierać się przez zadymione korytarze i głęboką po kolana wodę w drodze na główny pokład. Ci, którzy zgromadzili się przy bezużytecznych łodziach ratunkowych na lewej burcie, stanęli przed własnym zestawem problemów. Gdy „Doria” przechylała się na prawą burtę, jej główny pokład zamienił się w strome, śliskie zbocze. Aby dostać się do łodzi ratunkowych na prawej burcie, wielu musiało położyć się na plecach i zsunąć się po pokładzie, upewniając się, że zatrzymają się zanim spadną z krawędzi i wpadną do wody. Przez cały czas statek wciąż się toczył, grożąc wywróceniem w każdej chwili.
Ratownictwo – jedno z największych w historii morskiej – trwało kilka godzin, ale do 5:30 rano prawie wszyscy rozbitkowie z Dorii zostali ewakuowani. 753 osoby zostały umieszczone na pokładzie Ile de France, a reszta rozproszyła się na pokładzie Stockholmu i czterech innych statków. Kapitan Calamai wydawał się być gotów pójść na dno wraz ze swoim statkiem, ale niechętnie wsiadł do ostatniej łodzi ratunkowej, po tym jak jego załoga odmówiła pozostawienia go na pokładzie. Kilka godzin później, gdy flota ratunkowa płynęła w kierunku portu nowojorskiego, Andrea Doria ostatecznie wywróciła się i zatonęła. O 10:09 rano statek zniknął pod powierzchnią Atlantyku.
W sumie w wyniku kolizji zginęło 51 osób – 5 na Stockholmie i 46 na Dorii. Właściciele statków obwiniali się nawzajem o tragedię, ale po zawarciu ugody pozasądowej nie doszło do procesu i żaden z nich nie został oficjalnie pociągnięty do odpowiedzialności. W ciągu ostatnich lat śledczy wykorzystali zeznania załogi i symulacje komputerowe, aby spróbować odtworzyć przebieg nocy, w której doszło do katastrofy. Choć oba statki popełniły oczywiste błędy, wielu badaczy uważa obecnie, że Carstens popełnił kluczowy błąd, źle odczytując wskazania radaru i uznając, że Doria znajdowała się kilka mil dalej niż w rzeczywistości. Niemniej jednak, debata na temat przyczyn wraku trwa do dziś.
Stockholm został ostatecznie naprawiony. Tymczasem Andrea Doria spoczywa w wodzie na głębokości około 240 stóp na północnym Atlantyku. Stał się on świętym miejscem wśród nurków, którzy nazywają go „Mt. Everestem” nurkowania, ale słaba widoczność i nieprzewidywalne prądy sprawiły, że ten 60-letni wrak wciąż pochłania ofiary śmiertelne. Od 1956 roku ponad tuzin osób zginęło próbując zbadać jego wodny grób.