Incident se udál v galerii moderního umění, kde ruské velvyslanectví zahajovalo výstavu fotografií pod názvem Rusko tureckýma očima. Turecký list Hurriyet uvedl, že Karlov byl střelen zezadu ve chvíli, kdy v galerii pronášel projev. To později potvrdil i videozáznam. Karlovův proslov totiž natáčely kamery, které tak zachytily i samotnou střelbu.

„Nezapomínejte na Aleppo, nezapomínejte na Sýrii, Bůh je veliký,“ zvolal pachatel, který na jednom ze záběrů stál se zdviženou rukou a ukazováčkem. Podle jiných svědectví údajně také volal „Necháme vás zaplatit za Aleppo“, „Umíráme v Aleppu, vy umíráte tady“ a „Jen smrt mě odsud dostane“.

„Během veřejné akce dnes neznámá osoba zahájila palbu. Při této palbě byl postřelen Andrej Karlov,“ uvedla mluvčí ruského ministerstva zahraničí Maria Zacharová. Ta o několik minut později také potvrdila, že velvyslanec zraněním podlehl.