– Da Moskva skulle taues til havn, mistet skipet stabiliteten på grunn av skader på skroget det fikk under brannen fra detonasjonen av ammunisjonen. Skipet sank i stormfull sjø, heter det i en melding gjengitt av de statlige russiske nyhetsbyråene Ria Novosti og Tass.
Ukraina hevder at det russiske flaggskipet ble truffet av raketter, men dette benekter ledelsen i Kreml.
Ifølge det russiske forsvarsdepartementet detonerte ammunisjon om bord i skipet, noe som resulterte i en kraftig eksplosjon og brann.
Mannskapet på rundt 500 skal være evakuert til andre russiske marinefartøy i området, og det er ikke meldt om omkomne.
Ukraina hevdet først at flaggskipet sank umiddelbart, men dette ble avvist både av Kreml og Pentagon.
– Vi er ikke helt sikre på hva som skjedde. Vår vurdering er at det skjedde en eksplosjon, minst en eksplosjon på skipet, en ganske stor en også. Den forårsaket omfattende skader på skipet, sa Pentagon-talsmann John Kirby til CNN.
– Vår vurdering er også at skipet kan fortsette og at det gjør dette. Det ser nå ut til å være på vei østover. Vi antar at det legger til kai i Sevastopol for reparasjoner, sa han.
Flaggskipet Moskva befant seg mellom 60 og 65 nautiske mil sør for den ukrainske havnebyen Odesa da eksplosjonen skjedde, ifølge Pentagon.