Szombat délután négy óra előtt pár perccel egy Audi állt meg a zsidó múzeum bejáratának közelében, a parkoló autók mellett, majd az utas és a vezető is kiszállt. Ez utóbbi két táskát tett a földre, majd tüzelni kezdett a járókelőkre. Ezt követően visszaült az autóba és elhajtott. Egyes források szerint a támadó be is ment a múzeumba, és ott is lövöldözött.
Véletlenül a közelben tartózkodott Didier Reynders belga külügyminiszter is, és a beszámoló szerint maga is szemtanúja volt a merényletnek. Szintén a közelben tartózkodott a belügyminiszter, Joelle Milquet is, aki pár perccel Reynders után ért a támadás helyszínére, és úgy nyilatkozott: minden arra utal, hogy antiszemita támadás történt.
A támadásban három ember halt meg, és egy súlyosan megsebesült. A Le Soir című belga napilap azt írta vasárnap, hogy a sebesült is meghalt a kórházban, de hivatalos forrásból ezt egyelőre nem erősítették meg. A belga rendőrség az esettel összefüggésben őrizetbe vett egy embert, és keres még egy gyanúsítottat.
Benjámin Netanjahu izraeli miniszterelnök vasárnap közleményében a legkeményebb szavakkal ítélte el a gyilkosságokat: “Ez nem más, mint a zsidók és államuk elleni folytonos gyűlöletkeltésnek az eredménye. Továbbra is halljuk az Izrael elleni rágalmakat és hazugságokat európai földön, miközben rendszeresen elhallgatják a térségükben elkövetett emberiesség ellenes bűntényeket és gyilkosságokat”