В настоящей работе изучен термолиз перспективного энергетического материала 3,5-динитропиразола методом дифференциальной сканирующей калориметрии при давлениях до 10 Мпа и современными методами квантовой химии. Экспирементальные данные описываются кинетической схемой двух параллельных реакций, а именно, процесса первого порядка (Ea = 198 кДж / моль) вместе с автокатализом первого порядка (Ea = 127 кДж / моль). Для всех возможных каналов разложения были проведены высокоточные квантово-химические расчеты методом CCSD(T)-F12. Типичные для таких соединений реакции, такие как разрыв связи C-NO2, нитро-нитритная перегруппировка, изомеризация в аци-форму и внутримолекулярное окисления по результатам расчетов оказались не выгодны. В работе был обнаружен необычный канал первичного разложения, а именно сигматропный [1,5] H-сдвиг с последующим раскрытием пиразольного цикла с образованием молекулярного азота и нитрорадикала в качестве простых первичных продуктов. Причем, реакция переноса водорорда является лимитирующей. Для всех каналов разложения мы также рассчитали аррениусовские параметры констант скоростей элементарных стадий в интервале температур 300-750 К с использованием теории переходного состояния.