Vào ngày 12 tháng 11 năm 1986, hai điệp viên Triều Tiên bắt đầu đi từ Bình Nhưỡng, Triều Tiên trên một máy bay chở khách đến Mát-xcơ-va và vào Liên Xô.[2] Từ đây, họ rời đi Budapest, Hungary vào buổi sáng hôm sau và ở lại nhà một điệp viên hướng dẫn của Triều Tiên trong vòng sáu ngày.[2] Vào ngày 18 tháng 11, cả hai tới Viên, Áo bằng ô tô. Sau khi vượt qua biên giới vào nước Áo, người điệp viên hướng dẫn trên cung cấp hai hộ chiếu giả cho cặp đôi này. Giả làm khách du lịch lưu trú tại khách sạn Hotel Am Parkring tại Viên, cả hai mua vé máy bay của Austrian Airlines để bay từ Viên đến Belgrade, Nam Tư, sau đó tới Baghdad, Abu Dhabi, và cuối cùng là Bahrain.[2] Họ cũng mua vé bay từ Abu Dhabi tới Roma, Ý để chạy trốn sau khi đặt bom trên chuyến bay.[2]

Ngày 27 tháng 11, hai điệp viên hướng dẫn nữa từ Viên tới Nam Tư bằng tàu hỏa đưa cho họ một quả bom hẹn giờ, một đài bán dẫn hiệu Panasonic làm tại Nhật, trong đó chứa thuốc nổ, một kíp nổ, và một chai đựng chất nổ dạng lỏng để tăng sức công phá, được ngụy trang như một chai nước.[3][4] Ngày hôm sau, họ đáp chuyến bay của hãng Iraqi Airways để bay từ Belgrade tới Sân bay quốc tế Saddam, Baghdad, Iraq.[3] Họ đợi ở sân bay trong vòng ba giờ ba mươi phút để chờ chuyến bay KAL 858 — mục tiêu chính của họ — cất cánh vào lúc 11:30 đêm[3] Hai điệp viên đã cài đặt thiết bị nổ tự tạo bên trên chỗ ngồi của họ, 7B và 7C, và sau đó xuống máy bay ở Sân bay quốc tế Abu Dhabi.[3]

Trên chặng thứ hai của chuyến bay, từ Abu Dhabi tới Thái Lan, KAL 858 có 104 hành khách và 11 thành viên phi hành đoàn.[1] Vào lúc 2:05 trưa Giờ chuẩn Triều Tiên (KST),[3] chín giờ sau khi quả bom được cài đặt và là thời điểm gần kết thúc chuyến bay, quả bom phát nổ và máy bay nổ tung trên biển Andaman (14°33′00″B 97°23′00″Đ / 14,55°B 97,3833°Đ / 14.55; 97.3833), giết chết toàn bộ 115 người trên máy bay.[5] Tín hiệu điện đàm cuối cùng nhận được từ phi công ngay trước vụ nổ là "Chúng tôi mong rằng sẽ đến được Bangkok đúng giờ. Thời gian và vị trí ổn định."[3] 113 người trong đó là công dân Hàn Quốc, cùng với đó là một công dân Ấn Độ và một công dân Liban.[6] Nhiều người trong số 113 công dân Hàn Quốc là công nhân trẻ tuổi về nước sau khi làm việc nhiều năm trong ngành xây dựng ở Trung Đông.[6] Một nhà ngoại giao người Hàn Quốc làm việc tại Đại sứ quán ở Baghdad, cùng vợ của mình, cũng có mặt trên chuyến bay,[6] được cho là mục tiêu chính của vụ tấn công này. Các mảnh vỡ của chiếc máy bay sau đó trôi dạt vào một bờ biển của Thái Lan.[7] Người ta không tìm thấy được hộp đen của chiếc máy bay này.

Sau khi thực hiện vụ tấn công, hai kẻ đặt bom đã cố gắng bay từ Abu Dhabi tới Amman, Jordan — chặng đầu tiên của cuộc tẩu thoát — nhưng các cơ quan sân bay không chấp nhận visa của họ để tới Amman; do đó họ buộc phải bay tới Bahrain, nơi họ dự định từ đó sẽ tiếp tục bay tới Roma.[3] Tuy nhiên, hộ chiếu của họ bị phát hiện là giả mạo ở Bahrain.[3] Nhận ra rằng họ sẽ bị bắt giữ, cả hai ngay lập tức tìm cách hút thuốc lá tẩm kali xyanua để tự tử.[5] Thủ phạm nam được đưa đến bệnh viện và chết tại đó, nhưng thủ phạm nữ, 25 tuổi, Kim Hyon Hui, còn sống, sau khi cảnh sát lấy được điếu thuốc lá từ miệng của cô.[5][8]