Hai đội đặc nhiệm SAS, Đội Đỏ và Đội Xanh, được lệnh tiến hành một cuộc tấn công vào đại sứ quán lúc 19:20, dưới mật danh Chiến dịch Nimrod. Theo kế hoạch, các toán SAS của hai đội sẽ xông vào tòa nhà từ mọi phía một cách đồng thời:

• Đội 1 (Đội Đỏ) sẽ đưa một khối thuốc nổ lớn qua lỗ giếng trời, và sẽ kích nổ để tạo sự hỗn loạn tối đa cho các tay súng trong tòa nhà. Họ sẽ xông vào tòa nhà từ cầu thang mái để kiểm soát tầng ba và tầng bốn;
• Đội 2 (Đội Đỏ) sẽ đu dây từ mái nhà xuống ban công phía sau cửa sổ tầng hai và một;
• Đội 3 (Đội Xanh) sẽ dùng thuốc nổ để phá cửa sổ tầng một ở mặt tiền đại sứ quán và trèo vào trong thông qua ban công tòa nhà;
• Đội 4 (Đội Xanh) sẽ tiếp cận qua khu vườn phía sau đại sứ quán, dùng thuốc nổ phá cửa và quét qua toàn bộ tầng trệt cùng khu vực cầu thang;
• Đội 5 (Đội Xanh) sẽ xông vào tầng trệt bằng cửa sau và tiến xuống tầng hầm;

Đặc nhiệm SAS thuộc Đội 2 đang trèo qua cửa sổ tầng một ở phía sau đại sứ quán. Người bị mắc kẹt trên dây là Trung sĩ Tom Morrell, người để đầu trần ở bên trái ảnh là Trung sĩ Tommy Palmer

Khoảng 19:20, Chiến dịch Nimrod được triển khai. Dù vậy, diễn biến cuộc tấn công ban đầu nhanh chóng gặp vấn đề khi Trung sĩ Tom Morrell - chỉ huy Đội 2, bị mắc kẹt vào sợi dây leo ở khu vực cửa sổ tầng hai. Trong khi cố gắng tháo dây cho Morrell, một người lính SAS đã vô tình đạp vỡ kính cửa sổ. Tiếng cửa sổ vỡ đã khiến Oan giật mình, lúc này đang ở tầng một nói chuyện với các nhà đàm phán cảnh sát, và buộc Oan phải ngắt máy đi điều tra. Nhận ra chiến dịch đã có thể bị bại lộ, Thiếu tá Gullan truyền đi mệnh lệnh "Go! Go! Go!" lúc 19:23, ra lệnh toàn bộ các đội SAS tổng tấn công vào tòa nhà.[44]

Đội 1 bắt đầu kích nổ khối thuốc nổ được thả xuống từ giếng trời, làm rung chuyển toàn bộ tòa nhà và tạo nhiều cột khói dày đặc. Lo sợ sẽ làm ảnh hưởng tới tính mạng của Morrell, nên Đội 3 ở tầng trệt phía sau đại sứ quán đã không sử dụng thuốc nổ để phá cửa sổ, thay vào đó, họ đã dùng búa phá cửa và xông vào đại sứ quán. Trong khi đó, lính bắn tỉa của cảnh sát ở bên ngoài liên tục bắn khí ga CS vào bên trong tòa nhà.[44]

Đội 3 của Trung sĩ John McAleese (đứng ngoài cùng bên trái) đang xông vào tầng một đại sứ quán từ ban công mặt tiền.

Trong khi Morrell đang treo lủng lẳng trên dây, Đội 3 của Trung sĩ John McAleese bắt đầu phá cửa sổ bọc thép ở ban công mặt tiền tòa nhà để mở đường tấn công. Khói và lửa bốc ra dữ dội qua cửa sổ, và lính SAS tiếp tục phá nổ nhiều cửa sổ khác của tầng một và ném lựu đạn choáng vào trong nhà. Vụ nổ đã làm Sim Harris, lúc đó đang nấp ở bên trong thư viện, hoảng sợ vào lao ra ngoài ban công phía trước tòa nhà. Màn trốn thoát của Harris qua lan can đầy khói đã được các nhà báo và phóng viên tập trung ở phía trước đại sứ quán truyền hình trực tiếp. Harris trèo qua ban công của Đại sứ quán Ethiopia và được các nhân viên cảnh sát ở đó cứu sống. Vụ nổ gây ra bởi những quả lựu đạn choáng làm cháy các rèm cửa, và lửa bốc ra dữ dội qua các ô cửa sổ bên dưới người lính SAS bị kẹt trên dây, làm Morrell bị bỏng đáng kể. Với sự giúp đỡ của đồng đội, Morrell đã cắt được dây, khiến anh ngã xuống ban công bên dưới, nhưng vẫn đứng dậy và dẫn Đội 2 xông vào tòa nhà.[45]

Khi Đội 2 tràn vào hành lang tầng một, Trung sĩ Tommy Palmer đã đuổi theo và bắn chết một tay súng đang cố gắng bỏ trốn vào phòng bên cạnh. Khi Oan tiến về phía cửa sổ, Lock đã rút khẩu súng lục ra nhằm bắn chết Oan, nhưng bị Oan phát hiện. Khi hai người đang vật lộn với nhau trên sàn nhà, hai lính SAS xông vào phòng. Họ hét lớn cho Lock tránh ra xa và ngay sau khi Lock quăng mình ra khỏi Oan, hai người lính đã bắn một loạt đạn dài, giết chết Oan.[46]

Ba tay súng khác khi biết về vụ tấn công đã xả súng bừa bãi vào các con tin đang tập trung tại phòng viễn tín trên tầng hai, khiến nhân viên sứ quán Ali Akbar Samadzadeh thiệt mạng và hai người khác bị thương. Trước khi lính SAS xông vào căn phòng, họ đã vứt vũ khí ra ngoài cửa sổ và đầu hàng lính Anh. Theo các nhân chứng sống sót, lính SAS đã bắn chết hai tay súng sau khi bắt những người này đứng dậy đầu hàng và quay mặt vào tường. Tay súng còn lại trong phòng, Shakir Abdullah Radhil và tay súng thứ sáu, Fowzi Badavi Nejad, tiếp tục trà trộn trong nhóm con tin để tìm cách trốn thoát ra bên ngoài. Trong khi đó, Đội 4 và Đội 5 tiến hành phá cửa để kiểm soát tầng trệt và tầng hầm của đại sứ quán.[47]

Tay súng thứ sáu - Fowzi Badavi Nejad - sau khi bị các con tin khác nhận diện

Đến 19:29, sau khi xác nhận toàn bộ con tin đã được giải cứu, đặc nhiệm SAS bắt đầu lập một vành đai bảo vệ từ tầng hai đến tầng trệt của tòa nhà, và các con tin được dẫn ra khu vườn phía sau để kiểm tra. Khi đang di tản con tin, lính SAS phát hiện ra Shakir Abdullah Radhil đang trà trộn trong nhóm con tin, tay nắm chặt một quả lựu đạn. Radhil bị Trung sĩ Pete Winner, chỉ huy Đội 5, đánh ngã xuống cầu thang, trước khi bị hai binh sĩ SAS khác bắn chết tại chỗ.[47]

Cuộc đột kích kéo dài 17 phút và có sự tham gia của 30-35 lính đặc nhiệm SAS. Một con tin thiệt mạng và hai con tin khác bị thương trong cuộc đột kích. Lính SAS đã tiêu diệt năm tay súng và tay súng thứ sáu, Nejad, bị phát hiện khi các con tin được kiểm tra ở ngoài khu vườn. Sau khi được Sim Harris xác nhận danh tính, Nejad nhanh chóng bị khống chế và bắt giữ.[47][48]

Con tin

Tên	Chức vụ/Nghề nghiệp	Số phận
Gholam-Ali Afrouz	Tham tán Đại sứ quán	Bị thương trong cuộc đột kích/được giải cứu
Shirazeh Bouroumand	Thư ký Đại sứ quán	Được giải cứu
Chris Cramer	Chuyên viên Âm thanh của hãng thông tấn BBC	Được thả tự do trước cuộc đột kích
Ahmad Dadgar	Cố vấn y tế	Bị thương trong cuộc đột kích/được giải cứu
Abdul Fazi Ezzati	Tùy viên văn hóa Iran	Được giải cứu
Abbas Fallahi	Nhân viên đứng cửa Đại sứ quán	Được giải cứu
Muhammad Hashir Faruqi	Biên tập viên người Anh gốc Pakistan của tờ Impact International	Được giải cứu
Ali Guil Ghanzafar	Khách du lịch người Pakistan	Được thả tự do trước cuộc đột kích
Simeon Harris	Chuyên viên ghi âm của BBC	Được giải cứu
Nooshin Hashemenian	Thư ký Đại sứ quán	Được giải cứu
Roya Kaghachi	Thư ký của Afrouz	Được giải cứu
Hiyech Sanei Kanji	Thư ký Đại sứ quán	Được thả tự do trước cuộc đột kích
Karkouti, MustaphaMustapha Karkouti	Nhà báo người Syria	Được thả tự do trước cuộc đột kích
Vahid Khabaz	Học sinh người Iran	Được giải cứu
Abbas Lavasani	Trưởng phòng Báo chí Đại sứ quán	Bị giết trước cuộc đột kích
Trevor Lock	Cảnh sát an ninh thuộc Lực lượng An ninh Ngoại giao (DPG), Sở Cảnh sát Thủ đô (Luân Đôn)	Được giải cứu
Moutaba Mehrnavard	Người bán thảm	Được giải cứu
Aboutaleb Jishverdi-Moghaddam	Tùy viên đại sứ quán	Được giải cứu
Muhammad Moheb	Kế toán đại sứ quán	Được giải cứu
Ronald Morris	Quản lý Đại sứ quán kiêm người lái xe	Được giải cứu
Frieda Mozafarian	Nhà báo	Được thả tự do trước cuộc đột kích
Issa Naghizadeh	Bí thư thứ nhất	Được giải cứu
Ali Akbar Samadzadeh	Nhân viên đại sứ quán tạm thời	Bị tay súng DRFLA giết hại trong cuộc đột kích
Ali Asghar Tabatabai	Nhân viên ngân hàng	Được giải cứu
Kaujouri Muhammad Taghi	Kế toán viên Đại sứ quán	Được giải cứu
Zahra Zomorrodian	Thư ký Đại sứ quán	Được giải cứu

Thủ phạm

Tên	Chức vụ	Số phận
"Salim" – Oan Ali Mohammed	Thủ lĩnh	Thiệt mạng trong cuộc đột kích
"Faisal" – Shakir Abdullah Radhil	Phó thủ lĩnh	Thiệt mạng trong cuộc đột kích
"Makki" – Makki Hanoun	Tay súng	Thiệt mạng trong cuộc đột kích
"Abbas" – Themir Mohammed Husein	Tay súng	Thiệt mạng trong cuộc đột kích
"Hassan" – Shakir Sultan Said	Tay súng	Thiệt mạng trong cuộc đột kích
"Ali" – Fowzi Badavi Nejad	Tay súng	Bị bắt sống và chịu án tù chung thân. Được thả tự do vào năm 2008