11点55分，车队就进入了达拉斯市区。将近12点30分的时候，车辆开进迪利广场。两侧的美国民众鼓掌欢迎总统的到来。从影像记录来看，肯尼迪夫妇显得非常随和，向大家招手致意。
1963年11月22日，肯尼迪遇刺前一刻
12点30分，当车队行径广场右侧辅路埃尔姆大街时，广场上突然响起一声枪响，子弹击中了肯尼迪的脖子，紧接着第二枪击中了肯尼迪的后脑勺，打飞了他的头盖骨，肯尼迪的大脑完全暴露出来，血液和脑浆混在一起布满了整个汽车的后备箱。与此同时康纳利州长也遭到枪击，身负重伤。
12点47分，肯尼迪被紧急送往医院。十分钟后，由于抢救无效，肯尼迪在医院被宣布死亡，年仅46岁。
下午2点38分，副总统林登·约翰逊临危受命，在空军一号上宣誓，担任代理总统。
林登·约翰逊在空军一号上临危受命
肯尼迪死后80分钟，凶手很快锁定。达拉斯警方逮捕了迪利广场旁一处教科书仓库的雇员李·哈维·奥斯瓦尔德(Lee Harvey Oswald)，并称缴获了凶器：一把意大利产的M91/38手动步枪。被捕时，奥斯瓦尔德称自己是替罪羊，并寻求法律援助。当被问及是否刺杀总统时，他否认道："没人告诉过我这样的事，实际上我第一次知道总统去世还在是报纸上看到的。"
1963年11月25，肯尼迪遭枪杀3天后，达拉斯警方决定押送奥斯瓦尔德前往监狱。当奥斯瓦尔德被带出来时，一名叫做杰克·鲁比(Jack Ruby)的男子等候在警局门口，随即拔枪将其杀害。这名男子随即被警方逮捕，并于1964年3月14日被判处死刑，但在上刑场前，杰克·鲁比在狱中死于肺癌。
杰克·鲁比杀死李·哈维·奥斯瓦尔德
