وأطلق المسلح النار على السفير وهو يلقي كلمة خلال تلك الفعالية، وتمكنت قوات الأمن لاحقاً من قتل المهاجم في تبادل لإطلاق النار، في حينا تحدثت وسائل الإعلام التركية عن إصابة 3 أشخاص آخرين في الحادث.وأكدت السلطات التركية أن منفذ الهجوم، مولود ميرت ألطنطاش، عنصر من القوة الخاصة في شرطة العاصمة التركية، من مواليد 1994. وقال القاتل، بعد إطلاق النار على السفير: "نحن الذين بايعوا محمداً على الجهاد ما دمنا على قيد الحياة". كما كان يصرخ: "لا تنسوا حلب، لا تنسوا سوريا"، وقال أيضاً: "كل شخص له يد في هذا الظلم سيدفع الثمن". وأعلن كل من الرئيس الروسي فلاديمير بوتين، والرئيس التركي رجب طيب أردوغان، على خلفية الحادث، أن اغتيال السفير كارلوف استفزاز يستهدف التعاون بين روسيا وتركيا والتسوية في سوريا. وجاء ذلك في ظل إجراء الجانب الروسي والتركي والإيراني، الثلاثاء، اجتماعاً ثلاثياً خاصاً بتسوية الأزمة السورية، في موسكو، بمشاركة وزراء الدفاع والخارجية للبلدان.وأكدت روسيا وتركيا، على لسان وزيري خارجية البلدين، سيرغي لافروف ومولود جاويش أوغلو، أن الاجتماع المخطط له سيُعقد الثلاثاء رغم اغتيال السفير الروسي لدى تركيا.