28 февраля 1881 года М. Т. Лорис-Меликов доложил, что арестованные накануне революционеры заявили: несмотря на их арест, с царем будет покончено в ближайшее время, так как народники приговорили царя к смерти.
Генерал просил государя воздержаться от завтрашней поездки на развод караула. Но царь не отреагировал.
Наступило воскресенье 1 марта 1881 года. По традиции император должен был присутствовать на разводе караулов. После обедни он позавтракал и, уходя, простился с Юрьевской, сказав, что вернется около трех и можно будет погулять в Летнем саду. В Михайловском манеже развод не занял много времени. Тут же царь побеседовал с присутствовавшими послами Германии, Австрии, Франции. Затем он заехал в Михайловский дворец повидаться с великой княгиней Екатериной Михайловной, попил с ней чаю и в начале третьего выехал от нее в Зимний дворец.
Царскую карету сопровождали шесть казаков, позади в санях ехали офицеры полиции. Выехали на Екатерининский канал и следовали вдоль решетки сада Михайловского дворца. На одной стороне канала стояли поджидавшие царскую карету народовольцы Емельянов, Михайлов, Рысаков и Гриневицкий. На другом берегу — С. Перовская.
Первым бросить бомбу должен был Михайлов, но он ушел, почувствовав, что не сможет этого сделать. Перовская взмахнула платком, и Николай Рысаков бросил бомбу. Раздался мощный взрыв. Карета уничтожена, царь успел выйти из нее. Попросил подвести схваченного преступника: «Хорошо. Слава Богу, я уцелел!» — «Еще слава ли Богу?» — произнес покушавшийся. Император увидел на земле пострадавших, хотел подойти к месту взрыва. Полковник Дворжицкий подбежал к царю, просил немедленно сесть в сани и продолжать путь. Государь не послушался.
В этот миг другой заговорщик, Игнатий Гриневицкий, бросил бомбу под ноги императора. Царь упал с раздробленными ногами, разорванной брюшной полостью, весь в крови. Подоспевшему брату Михаилу Николаевичу успел промолвить последние слова: «Скорее во дворец, там умереть». Смертельно ранены были террорист и полковник Дворжицкий. От двух взрывов пострадали более двадцати человек.
Весть о покушении молниеносно облетела столицу. На Дворцовой площади стал собираться народ. Вечером из Зимнего вышел старик князь Суворов, внук полководца, и сообщил: «Государь скончался».
На том месте, где был смертельно ранен Александр II, поставлен храм Воскресения Христова, или, как его называют в народе, Спас (или Храм) на крови.