Rạng sáng 16/2/1965, Malcolm X đã nói với Gordon Parks rằng Quốc gia Hồi Giáo đang tích cực lên kế hoạch ám sát ông. Ngày 21/2/1965, khi ông đang chuẩn bị tham dự hội nghị OAAU tại Audubon Ballroom, ai đó trong số 400 người tham gia hét lên, "Đồ bẩn thỉu! Bỏ tay ra khỏi túi tao!". Malcolm X và vệ sĩ của mình đã cố gắng để giải quyết hỗn loạn. Cùng lúc đó, một người đàn ông chạy lên bắn chí mạng vào người Malcolm với khẩu súng shotgun giấu trong tay áo, trong khi hai tên đồng lõa cầm súng ngắn nã liên tục vào người ông. Malcolm X được tuyên bố là đã chết vào 3:30 chiều 16/2, gần như ngay sau khi đến Bệnh viện Columbia Presbyterian. Nạn nhân chết với 21 mảnh đạn trên người, đa số tìm thấy ở ở ngực, vai trái, tay và cẳng chân, có tới mười mảnh đạn được ghi nhận là của khẩu shotgun.

Một tay súng, thành viên Quốc gia Hồi Giáo Talmadge Hayer (tên thật Thomas Hagan), bị đám đông đánh dã man trước khi cảnh sát tới. Nhân chứng tại hiện trường đã cho biết được hai tay súng còn lại là "Norman 3X Butler" và "Thomas 15X Johnson", cũng đều là thành viên của Quốc gia Hồi Giáo. Cả ba bị kết án giết người loại 2 vào tháng 3 năm 1996 và lãnh án tù chung thân. Tại phiên toàn Hayer nhận tội, nhưng từ chối tiết lộ thông tin về hai kẻ đồng lõa ngoại trừ việc phủ nhận chúng là Butler và Johnson. Cuối năm 1977, đầu năm 1978, hắn kí kết bản xác nhận sự vô tội của Butler và Johnson, cho biết tên của bốn kẻ đứng sau âm mưu, cùng là người của tổ chức Quốc gia Hồi Giáo. Bản lời khai này tuy nhiên không đủ chỉ tiêu để mở lại một phiên tòa mới.

Ảnh bên chụp sân khấu Audubon Ballroom sau vụ thảm sát, đầy mảnh đạn.Butler, ngày nay được biết đến với cái tên Muhammad Abdul Aziz, được kết nạp vào năm 1985 và trở thành kẻ cầm đầu của Quốc gia Hồi Giáo năm 1998. Cho tới ngày nay anh ta vẫn giữ quyền vô tội của mình. Johnson, trong tù, người đã đổi tên thành Khalil Islam, quay lưng với quy tắc của tổ chức và đã chuyển sang giáo phái Hồi giáo Sunni. Được ân xá năm 1987, anh ta duy trì sự vô tội của mình cho đến khi anh ta qua đời vào tháng Tám 2009. Hayer, đã đổi tên thành Mujahid Halim, được tái kết nạp từ 2010.

Trên một bài báo của CNN, Witnessed: The Assassination of Malcolm X, được phát vào 17/2/2015. Nó công bố những cuộc phỏng vấn với những người từng làm việc cùng Malcolm, có thể kể đến A. Peter Bailey và Earl Grant, cùng con gái ông, Ilyasah Shabazz