Már a kapuhoz vezető árkád alatt jártak, amikor a sötétből előlépett a délután már látott férfi, s kabátzsebéből pisztolyt lőrántva mintegy három méter távolságból öt lövést adott le a zenész hátára. (Sajtójelentések szerint előtte még megkérdezte, hogy: „Mr. Lennon?”, de ezt a vallomások nem erősítették meg.) Négy golyó célba is talált, s Lennon „Meglőttek!” felkiáltással összeesett. A portás revolverrel rontott a nyugodtan álló tettesre: „Tudja Ön, hogy mit tett?”, és azt a szenvtelen választ kapta: „Igen, épp most lőttem le John Lennont”. A lövések zajára perceken belül egy rendőrautó érkezett a helyszínre és a járőrök a mentőket meg sem várva a kórházba vitték Lennont. Sérülései azonban olyan súlyosak voltak, hogy nem lehetett megmenteni, 23 óra 7 perckor halottnak nyilvánították.
A gyilkosság híre az egész világot sokkolta,
december 14-én özvegye felhívására világszerte milliók emlékeztek Lennonra tíz perc csenddel, Liverpoolban 30 ezer, a New York-i Central Parkban több mint 200 ezer gyászoló gyűlt össze, az amerikai rádiók erre a tíz percre megszakították adásukat. Lennon utolsó lemeze, a Double Fantasy hatalmas példányszámban kelt el és megkapta az év albumának járó Grammy-díjat. A tettes, az akkor 25 éves, hawaii lakos Mark David Chapman fanatikus Lennon-rajongó volt, középiskolában maga is zenélt egy rockegyüttesben. Idővel egyre jobban kiábrándult bálványából, mert úgy vélte, éles az ellentét nyilatkozatai és fényűző élete között, vallásos megtérése után (a híres Népszerűbbek vagyunk Jézusnál nyilatkozat miatt) istengyalázót is látott benne. Chapmanre nagy hatást gyakorolt Salinger Rozsban a fogó (korábbi fordításban: Zabhegyező) című regénye is, amelynek főhősével azonosította magát, a gyilkosság elkövetése után ezt a könyvet találták nála.
Chapman 1980 nyarán kezdte tervezni a gyilkosságot, októberben már New Yorkba utazott, de akkor még meggondolta magát és hazatért. Másodszor december 6-án utazott New Yorkba, a december 8-i nap nagy részét a Dakota-ház előtt töltötte, Lennonra várva. Délután sikerült közelébe férkőznie – Lennon ismert volt arról, hogy a kitartó rajongóknak hajlandó volt autogramot adni. Megtette ezt Chapmannel is, még fotó is készült arról, amint aláírja a lemezt későbbi gyilkosának. Chapmant, aki a gyilkosság után nem próbált elmenekülni, előre megfontolt emberöléssel vádolták meg. Tucatnyi pszichiáter több hónapon át vizsgálta és végül arra jutottak,
személyiségzavarban szenved ugyan, de beszámítható, így bíróság elé kellett állnia.