حادث الاغتيال بدأ في منطقة إبسرد القريبة من مدينة دماوند قرب العاصمة طهران.
وأثناء مرور سيارة فخري زاده مع حراسته الشخصية انفجرت بجوارها سيارة "بيك آب" مفخخة.
بعد إیقاف سیارته بدأ المسلحون المجهولون بإطلاق النار المکثف علی سیارة فخري زادة، مما أدی إلی إصابة العالم النووي محسن فخري زاده بجروح بالغة
وأثناء الاشتباك بين الفريق الأمني والمسلحين أصيب العالم النووي بجروح خطيرة، وتم نقله على أثرها للمستشفى, حيث توفي وهو في غرفة العمليات .
يذكر أن العالم فخري زاده من أبرز العلماء النوويين الإيرانيين الذين تسعى الاستخبارات الإسرائيلية لاغتیاله، وقد أعلن قبل عامين نتنياهو عن اسمه في أحد المؤتمرات الصحفية.