Khoảng 3:00 giờ ngày 12 tháng 1 năm 1964, với sự hỗ trợ của một số cựu cảnh sát mới bị thải hồi, 600–800 người nổi loạn chủ yếu là người Phi được vũ trang nghèo nàn tiến hành tấn công các đồn cảnh sát trên đảo Unguja, cả hai kho vũ khí cảnh sát, và đài phát thanh.[1][2] Những cảnh sát thay thế là người Ả Rập gần như không được đào tạo, họ phản ứng với một lực lượng lưu động, song nhanh chóng mất tự chủ.[1][16] Những người nổi loạn tự trang bị với hàng trăm súng trường tự động, súng tiểu liên và súng Bren, họ đoạt quyền kiểm soát các tòa nhà chiến lược tại thủ đô là thành Zanzibar.[17][18] Trong vòng sáu giờ phát sinh chiến sự, văn phòng điện báo và các tòa nhà chính phủ chủ yếu trong thành nằm dưới quyền kiểm soát của cách mạng, và đường băng duy nhất trên đảo bị chiếm vào lúc 2:18 chiều.[17][18] Quốc vương cùng với Thủ tướng Muhammad Shamte Hamadi và các thành viên trong nội các đào thoát khỏi đảo trên du thuyền Seyyid Khalifa,[18][19] và cung điện và tài sản khác của Quốc vương bị chính phủ cách mạng tịch thu.[3] Ít nhất 80 người bị giết chết và 200 người bị thương, phần lớn trong đó là người Ả Rập, trong vòng 12 giờ đồng hồ chiến đấu trên đường phố sau đó.[3] 61 công dân Mỹ, trong đó có 16 nhân viên của một trạm theo dõi vệ tinh của NASA, tìm nơi trú ẩn trong English Club tại thành Zanzibar, và bốn nhà báo Mỹ bị tân chính phủ giam giữ.[18][20]

Theo chính sử Zanzibar, người lập kế hoạch và lãnh đạo cách mạng là thủ lĩnh ASP Abeid Amani Karume.[2] Tuy nhiên, đương thời Karume đang ở đại lục châu Phi giống như thủ lĩnh Đảng Umma bị cấm là Abdulrahman Muhammad Babu.[19] Bí thư chi nhánh ASP tại Pemba, một cựu cảnh sát sinh tại Uganda là John Okello đưa Karume đến đại lục để đảm bảo an toàn cho ông.[1][19] Okello đến Zanzibar từ Kenya vào năm 1959,[8] tự nhận là một nguyên soái của phiến quân Kenya trong Nổi dậy Mau Mau, song thực tế không có kinh nghiệm quân sự.[1] Ông xác nhận rằng nghe được một giọng nói chỉ huy ông, với tư cách một Ki-tô hữu, đi giải phóng nhân dân Zanzibar khỏi người Ả Rập,[8] và chính Okello là nhân vật lãnh đạo những người cách mạng—chủ yếu là các thành viên thất nghiệp thuộc Liên minh Thanh niên Afro-Shirazi—vào ngày 12 tháng 1.[2][13] Một nhà bình luận suy đoán hơn nữa rằng có thể Okello, cùng Liên minh Thanh niên đã lên kế hoạch cách mạng.[2]