Όπως ανέφερε η ρωσική πρεσβεία, ο Καρλόφ δέχθηκε πυρά την ώρα ομιλίας του σε έκθεση ζωγραφικής στην τουρκική πρωτεύουσα.
Δράστης της επίθεσης ήταν ένας αστυνομικός των ειδικών δυνάμεων, 22 μόλις ετών, ο οποίος βρισκόταν πίσω από τον πρέσβη παριστάνοντας το φρουρό του. Μετά τη δολοφονία του πρέσβη η γκαλερί περικυκλώθηκε από αστυνομικές δυνάμεις, ακολούθησε ένοπλη συμπλοκή κατά την οποία σκοτώθηκε ο δράστης, Μεβλούτ Μερτ Αλτινμπάς.
Η επίθεση έρχεται μία ημέρα πριν ο τούρκος υπουργός Εξωτερικών μεταβεί στη Μόσχα για συνομιλίες για τη Συρία με τον ρώσο και τον ιρανό υπουργό Εξωτερικών.
Το NTV μετέδωσε ότι άλλα τρία άτομα τραυματίστηκαν στην επίθεση.