O ataque aconteceu por volta das 21h na Avenida Brasil, na altura do bairro Bonsucesso, Zona Norte do Rio de Janeiro. Os policiais e os seguranças estavam de plantão no Instituto Nacional de Biologia, que funciona no câmpus da Fiocruz. Os bandidos, que seriam de uma favela próxima, a Vila dos Pinheiros, se dividiram em dois grupos: um pulou o muro que separa o instituto da favela Conjunto Esperança e atirou contra a guarita, onde estavam os vigias; outro passou de carro pela Avenida Brasil e baleou os policiais.

Os policiais que estavam de plantão no Instituto Nacional de Biologia ainda tentaram reagir, mas não conseguiram escapar da emboscada. Os criminosos mataram, na hora, os PMs Rogério Azevedo e Luiz Felipe Gomes Vieira, ambos de 24 anos, e os seguranças Mario Batista de Sá, 42, e Aldemir Diniz da Silva, de 31.