Dự kiến, 8 giờ ngày 18 tháng 8 sẽ diễn ra cuộc họp thứ 2 Hội đồng nhân dân tỉnh Yên Bái.

Vào đầu giờ sáng 18 tháng 8, ông Đỗ Cường Minh, không phải là thành phần tham dự cuộc họp, đã thông qua Văn phòng để xin gặp Bí thư tỉnh ủy Phạm Duy Cường.[4] Do quen biết, không có ai tại văn phòng kiểm tra vũ khí trên người ông Minh.[5][6]

7 giờ 45, ông Đỗ Cường Minh được cho là đã vào phòng làm việc của Bí thư Tỉnh ủy Yên Bái Phạm Duy Cường và rút súng lục K-59 bắn vào đầu ông Cường. Sau đó ông Minh đóng cửa phòng ông Cường lại rồi đi sang phòng làm việc Chủ tịch Hội đồng nhân dân tỉnh Yên Bái kiêm Trưởng ban Tổ chức Tỉnh ủy Yên Bái Ngô Ngọc Tuấn và được cho là đã bắn ông Tuấn. Sau khi đã bắn ông Cường, trên đường đi sang phòng ông Tuấn ông Minh còn chào hỏi các cán bộ khác.[4]

Hai nạn nhân đều bị bắn 2-3 phát đạn. Một nạn nhân bị bắn vào ngực, bụng và đầu. Một nạn nhân bị bắn vào ngực xuyên lên cổ và vào đầu[7]. Ngay sau đó, Đỗ Cường Minh được cho là đã dùng súng tự sát bằng cách bắn vào đầu ngay tại phòng làm việc của ông Ngô Ngọc Tuấn[8].

Trong cuộc họp báo chiều ngày 18 tháng 8, Thiếu tướng Đặng Trần Chiêu, Giám đốc công an tỉnh Yên Bái, nói: khẩu súng K59 tại hiện trường là "vũ khí quân dụng, được trang bị cho chính đối tượng.". "Số lượng đạn bắn ra tại mỗi phòng là bốn viên" dựa vào khám nghiệm hiện trường.[9]

Ngay sau vụ nổ súng, hai nạn nhân và nghi phạm được đưa đi cấp cứu ở Bệnh viện đa khoa tỉnh Yên Bái. Cuộc họp Hội đồng nhân dân tỉnh Yên Bái bị hủy bỏ[10][11].

Thủ tướng Nguyễn Xuân Phúc đã trực tiếp có mặt ở Yên Bái nắm tình hình làm việc và giải quyết vụ việc. Ông đã vào Bệnh viện đa khoa tỉnh Yên Bái thăm hai nạn nhân. Thủ tướng nhấn mạnh đây là mất mát to lớn và là sự cố đặc biệt nghiêm trọng từ trước đến nay trên địa bàn tỉnh Yên Bái và trên phạm vi cả nước. Thủ tướng yêu cầu Ngành Công an và Quốc phòng tại Yên Bái tăng cường các biện pháp nghiệp vụ, tuyệt đối không để xảy ra các tình huống xấu hơn, làm mất ổn về chính trị, trật tự an toàn xã hội trên địa bàn tỉnh Yên Bái.

Bộ Y tế Việt Nam điều động bác sĩ từ Bệnh viện Bạch Mai, Bệnh viện Việt Đức và Viện Tim mạch quốc gia đến Yên Bái để cấp cứu. Thứ trưởng Bộ Công an Việt Nam Thượng tướng Nguyễn Văn Thành có mặt tại Yên Bái để trực tiếp chỉ đạo điều tra xử lý vụ việc[7].

Ông Vàng Ả Sàng, Giám đốc Bệnh viện Đa khoa Yên Bái, cho biết Bí thư Tỉnh ủy Phạm Duy Cường và Chủ tịch Hội đồng nhân dân Ngô Ngọc Tuấn đều bị bắn 3 phát vào bụng và ngực, tử vong trước khi nhập viện. Ông Ngô Ngọc Tuấn tử vong đúng vào ngày sinh nhật của ông, trong lúc gia đình dự định tổ chức mừng sinh nhật ông[12]. Nghi phạm Đỗ Cường Minh được cho là đã tự sát với một viên đạn xuyên vùng đầu, nhập viện trong tình trạng tim ngừng đập. Sau khi được cấp cứu, tim ông Minh đập trở lại, nhưng tiên lượng sống sót thấp. Đầu giờ chiều 18 tháng 8, gia đình đã làm thủ tục đưa ông Minh về nhà lo hậu sự.[13]