Không lâu trước 11h30 trưa, xe của Tổng thống từ từ tiến đến Kho sách giáo khoa Texas (tại Dealy Plaza), tới góc đường giữa đường Houston và đường Elm xe cua một góc 120 độ về phía bên trái vào đường Elm.

Khi xe vượt qua khỏi góc đường, có một vài tiếng súng nổ lên, nhằm vào xe của Kennedy trong một khoảng thời gian là từ 6 cho đến 24 giây. Xe của tổng thống giảm tốc độ từ 20 xuống còn 15 km/h trong khoảng thời gian các viên đạn được bắn đi.

Tổng thống bị thương ở cổ, giáp hầu (khám nghiệm tử thi cho thấy đây là đường đạn vào), tức là được bắn từ phía trước. Và một phát ở phía sau đầu, bên phải. Vết thương thứ hai là vết thương chết người, xương chẩm bị vỡ, một nửa bán cầu não phải và các mô tiểu não bị thoát vị.[9](do các bác sĩ xét nghiệm tử thi kết luận, một số tiến sĩ ở bệnh viện lúc đó là Malcolm Perry, Charles Baxter, Charles Crenshaw, James Carrico, Paul Peters, McClelland). Sau khi các viên đạn chết người được bắn ra, đặc viên mật vụ Clinton J. Hill lập tức rời chiếc xe chạy sau và nhảy lên cốp sau của xe tổng thống. Mặc dù thống đốc bang Texas Connally cũng bị thương nghiêm trọng từ một trong những phát súng, ông này sau đã bình phục.