Sáng ngày 28 tháng 6 năm 1914, Franz Ferdinand đến Sarajevo, thủ phủ của tỉnh Bosnia bằng xe lửa bất chấp tất cả những lời cảnh báo về một âm mưu ám sát ông do những người chủ nghĩa dân tộc cực đoan thực hiện. Ông vẫn giữ nguyên chuyến đi này vì ông là tướng thanh tra của lực lượng quân đội Áo-Hung nên cần phải có mặt tại buổi tập trận trên núi Sarajevo đồng thời có dịp giới thiệu vợ ông, bà Sophia Hatek, đến với đông đảo công chúng.

9 giờ 45 sáng, cặp vợ chồng Ferdinand bước ra khỏi nhà ga và được tỉnh trưởng ở đây là Oscar Potiorek, một người Slovenia nghênh đón. Một đoàn xe hộ tống 6 chiếc đã chờ đợi sẵn để đưa họ đến phòng khánh tiết ở dinh tỉnh trưởng. Cả hai ngồi trên một chiếc xe mui trần để tỏ thái độ gần gũi với dân chúng nhưng lại tạo thời cơ cho những người muốn ám sát họ. Trong ngày định mệnh này, thái tử mặc bộ quân phục màu xanh lam pha đen cùng những ngù lông màu xanh lục trên mũ chào mào còn Vương phi mặc bộ áo váy bằng lụa trắng cùng chiếc mũ màu trắng bạc. Lễ duyệt binh diễn ra rất tốt đẹp dọc theo một phố hẹp Appele Ki bên cạnh dòng sông, hai bên đường treo đầy chân dung của cặp vợ chồng.

Trong lúc đó, 6 thành viên cuồng tín của Tổ chức Bàn tay đen đang đứng lẫn trong dòng người đi dọc theo đoàn xe, chuẩn bị sẵn vũ khí và bom. Đúng 10 giờ khi đoàn xe chạy qua cầu, từ đám đông một thanh niên xông ra ném bom vào phía xe thái tử. Trái bom rơi đúng vào nóc xe, lăn xuống vỉa hè rồi rơi vào bánh trước và nổ tung. Thái tử ngay lập tức ra lệnh cho đoàn xe dừng lại và cử hai người trong tùy tùng đoàn đi thăm hỏi những người bị nạn. Tổng cộng có 22 người bị thương trong đó có 2 viên quan hộ tống. Tuy vậy thái tử vẫn tiếp tục ra lệnh cho xe đi tiếp. Vương phi bất ngờ phát hiện cổ bà bị một mảnh bom bắn vào tuy nhiên bà lại không thấy có cảm giác. Thái tử vô cùng tức giận và vội vàng dẹp bỏ cuộc đón tiếp và ra lệnh đến quân y viện gần nhất nhưng vương phi vẫn kiên quyết đi tiếp cùng chồng và ngồi hàng ghế sau cùng với thái tử. Chiếc xe phóng nhanh dọc theo phố Apple Ki và bắt đầu rẽ về bên phải hướng về phía ngôi thánh đường. Người lái xe phanh gấp để kịp quay mũi xe (do xe thời trước không có số lùi). Bất ngờ từ trong đám đông một thanh niên tóc sẫm màu rút súng bắn vào xe. Viên cảnh sát đứng cạnh xông vào bắt kẻ sát nhân nhưng đồng bọn của hắn đã đánh mạnh vào đầu gối ông. Người thanh niên không ai ngăn cản bước gần tới xe và bắn thêm một viên nữa trước khi bị bắt. Viên đầu tiên trúng bụng vương phi, còn viên thứ hai mới trúng cổ thái tử, phá vỡ tĩnh mạch. Vương phi ngã lăn xuống sàn xe. Thái tử van nài bà cố sống để nuôi hai con rồi ngất lịm đi. Chiếc xe hơi lao hết tốc độ về dinh tỉnh trưởng. Các bác sĩ vội vã chạy đến để cấp cứu nhưng đều bó tay. Ngày hôm sau, chuyến xe lửa tang lễ đến nhà ga và chở thi hài thái tử và vương phi về thủ đô Viên để cử hành tang lễ.

Sau khi bắn chết thái tử, Gavrilo Princip toan rút súng tự tử nhưng một đám đông lớn đã bủa vây hiện trường án mạng, khiến hắn ta không thể nào cử động nổi tay. Song, hắn nhớ ra trong túi vẫn còn viên Xi-a-nua. Hắn nhét vào miệng nhưng không chết, chỉ bị nôn. Hóa ra viên thuốc độc đã hết hạn bao giờ không hay. Hắn liền chạy thật nhanh đến một cây cầu gần đó và quyết định nhảy cầu tự tử nhưng chỉ bị què chân. Cảnh sát sau đó đã bắt được hắn và áp giải hắn tới đồn công an. (Nguồn: Chapter I: Murder in Sarajevo - Cuốn "The war to end all wars" của Russell Freedman)