שלשום בשעה 20:00 שעון מוסקבה החלו להישמע היריות בלובי של אולם ההופעות Crocus City Hall בעיר קרסנוגורסק, כ־20 ק"מ מערבית למוסקבה. הקהל רק נכנס לאולם, מוכן להופעה של להקת רוק מקומית. במקום היו גם ילדים ובני נוער, חלקם באולם אחר שבו נערכה תחרות ריקודים. 6,200 איש קנו כרטיס כדי להגיע להופעה באולם המלא עד אפס מקום.
הטבח תפס את הקהל בזמן שהתיישב בכיסאות. רבים היו בטוחים שהרעשים הם זיקוקים או אפקטים שנועדו לפתוח את ההופעה - עד שהובן מה קורה, והיריות הובילו לבהלה ולמנוסה. אחרים הסתתרו בזמן שהיורים זזים בין הכיסאות והמסדרונות ומחפשים במי לירות.
133 איש לפחות נרצחו בטבח. ארבעה מחבלים בבגדים צבאיים, כך לפי כוחות הביטחון הרוסיים, ביצעו את הפיגוע. תחילה ירו באנשים שנכנסו דרך אחת הכניסות הצפופות, "צדו" את היושבים באולם ואז את הנסים בלובי. בסרטוני וידיאו הם נראו לעיתים גם מוודאים הריגה. "הם הלכו ממקום למקום וירו בכל מי שראו, ברוגע, בשקט", סיפרה אנסטסיה, עדת ראייה, "היה הד בכל מקום ולא יכולנו להבין מאיפה באות היריות".
אחד המחבלים זרק בקבוקי תבערה ולפי עדויות שונות הופעלו לבנות חבלה. האש התפשטה במהרה באולם והביאה לבערה בכל הקומפלקס ולבסוף גם לקריסת הגג. כל המחבלים נמלטו אחרי המתקפה הראשונית. רשויות הביטחון וגם הנשיא פוטין טענו כי הם נתפסו ביממה שאחרי, ארבעת המחבלים ועוד שבעה משתפי פעולה. כלי תקשורת ברוסיה פירסמו סרטון שבו נראה לכאורה אחד החשודים מספר כי ביצע את הפיגוע אחרי שהבטיחו לו 500 אלף רובל (כ־5,500 דולר) "בשביל להרוג אנשים, לא משנה את מי".
זהו הטבח הקשה ביותר ברוסיה מאז מתקפת הטרור בבסלאן לפני 20 שנה. פינות זיכרון נפתחו בכל מקום וסיפורי הנרצחים סופרו.
למרות לקיחת האחריות של דאעש, נראה כי הממשלה במוסקבה ובמיוחד פוטין ניסו להפנות אצבע מאשימה לעבר אוקראינה. הנשיא טען ש"המחבלים ניסו להימלט לאוקראינה", השווה אותם לנאצים, והבטיח: "כל האחראים ייענשו". בנאום לאומה הכריז פוטין כי היום יתקיים יום אבל לאומי, ואמר כי "צעדים נוספים נגד טרור ננקטו במוסקבה ובשאר רוסיה על מנת למנוע מהעומדים מאחורי הפיגוע לבצע פיגועים נוספים".
באוקראינה הכחישו מעורבות בפיגוע, ובארה"ב אמרו שאין הוכחות לטענות אלו. ארה"ב ומדינות אירופה העבירו תנחומים - אירוע נדיר אחרי שנתיים של מלחמה שהפכה את רוסיה למדינה מבודדת.
