根据1982年发表的一项地层学研究（该研究如今已成为一种标准参考），公元79年的维苏威火山爆发分两个阶段。第一阶段持续18～20小时，在火山以南产生浮石和火山灰坠落，庞贝被覆盖在2.8米厚的火山物质下面。第二阶段的火山灰流远至米塞努姆，但集中于米塞努姆以西和西北方向。两轮火山灰流吞噬了庞贝。
2002年的一项研究，分析了更多地层学证据，并提出了新的解释。按照新解释，准爆发（而非最开始的火山爆发）产生的火山烟柱高达15～30千米。受西北风影响，火山灰降落在庞贝的东南面。这次爆发属于蒸汽岩浆型，即支撑火山烟柱的主要能量来自于蒸汽从岩浆中逃逸。（蒸汽的产生，是因为随着时间渗入该地区地下断层的海水与岩浆和热量的反应。）后来，随着火山烟柱中的气体密度增加，不再能支撑烟柱申的固体物质，火山烟柱坍塌，释放火山灰流。火山灰流首先抵达赫库兰尼姆，而不是庞贝。更多的爆发使火山烟柱变得更加浓密。第四轮和第五轮火山灰流最终摧毁和埋葬庞贝。各轮火山灰流在沉积层中得到辨认。
该研究认为，火山灰的首轮坠落是在初晨，为低容量爆发，在米塞努姆不可见，但雷克蒂娜看得见，这让她派信使前往米塞努姆求救。信使在海上行船几小时后就抵达了米塞努姆，这就解释了一个矛盾：信使为何能在遥远的火山爆发后很快就奇迹般出现在老普林尼的别墅面前，而且不走陆路。而是走比陆路难的海路？因为火山爆发阻止他从陆路前来报信。
另一项研究对采集自庞贝遗址的超过200份房顶砖样本进行了磁特征分析，从而估算出火山灰流的平衡温度。該研究表明，在爆发的第一天，白色浮石（包含直径3厘米的塑性碎屑）坠落了好几个小时，将屋顶砖加热到140℃。这段时间应该是最后的逃生机会。第二天的火山烟柱坍塌所导致的火山灰流密度之大，让赫库兰尼姆和庞贝人根本没有逃生可能。这些火山灰流的沉积温度高达300℃，庞贝城完全被高温气体覆盖。最低温度出现在坍塌屋顶下面的空间，但也高达100℃。
公元79年维苏威火山爆发释放的能量相当于被投放在日本长崎和广岛的原子弹释放能量之和的10万倍。维苏威火山之后又多次喷发，它也是在过去百年内喷发过的欧洲大陆唯一火山。今天，它依然被认为是全球最危险火山之一。
时间测定
毁灭庞贝的火山爆发是在公元79年，这个结论参考了当时多位罗马作家和小普林尼的记载，但其中一些记载并未得到考证。然而，罗马皇帝提图斯在位期间的一系列著名事件帮助今天的考古学家确定了公元79年这个年份。提图斯访问了庞贝，下令救助无家可归者。就算这一时间不明，但已知次年——公元80年他面对另一个大灾（罗马城大火），那么他访问庞贝当然就是在公元79年。
至于维苏威火山在公元79年爆发的具体时间——8月24日，首先是根据小普林尼写给塔西佗的第一封信中所说的日期，但这个日期其实是根据小普林尼给出的当时的历法日期推算出的。有考古学家认为，小普林尼所说的日期不见得就是8月24日，只是后来一些人沿用了这个推算的日期而已。现在考古学家倾向于认为，公元79年维苏威火山爆发很可能是在当年11月左右。
