В воскресенье, Александр II выехал из Зимнего дворца по направлению к Михайловскому манежу, где собирался принять участие в разводе караулов. Несмотря на постоянные покушения, его сопровождал лишь обычный конвой.Террористы расположились в местах традиционного императорского маршрута (Александр II всегда принимал участие в разводе караулов) и стали ожидать прибытие государя. Однако, император нарушил планы террористов, отказавшись от запланированного пути. В этой ситуации убийцы срочно изменили план действий, занимая позиции на обходном пути в Зимний дворец.
Приблизительно в 14:15 царский кортеж повернул с Инженерной улицы на набережную, направляясь к Театральному мосту, когда террорист Рысаков бросил бомбу под лошадей кареты императора. Взрывом были ранены казаки и некоторые лица поблизости и разрушена задняя стенка кареты, но сам император не пострадал. Человек, бросивший снаряд, хотя и бросился по набережной канала, по направлению к Невскому проспекту, но почти сразу был задержан. Сопровождающие императора убеждали императора как можно скорее покинуть место покушения, но Александр «чувствовал, что военное достоинство требует посмотреть на раненых черкесов и сказать им несколько слов». Он подошёл к задержанному и спросил его о чём-то, потом пошёл обратно к месту взрыва. В это время, стоявший у решётки канала, Гриневицкий вдруг бросил под ноги императору бомбу, завернутую в салфетку. Взрывная волна отбросила Александра II на землю, из раздробленных ног хлестала кровь. Упавший император прошептал: «Несите меня во дворец… там… умереть…» То были последние слышанные свидетелями слова умирающего.
По распоряжению прибывшего из Михайловского дворца великого князя Михаила Николаевича истекающего кровью императора повезли в Зимний дворец. Государя внесли на руках в его кабинет и положили на постель. Лейб-медик Боткин на вопрос наследника, долго ли проживет император, ответил: «От 10 до 15 минут». В 15 часов 35 минут на флагштоке Зимнего дворца был спущен императорский штандарт, оповестив население Санкт-Петербурга о смерти императора Александра II.
