לקראת השעה 07:00 בבוקר שלושה מחבלים שהיו בשטח הר הבית פתחו בירי לעבר כוח משטרה שהיה במקום. שניים מהמחבלים נורו ונהרגו במקום.
המחבל השלישי הצליח להימלט לכיוון רחבת מסגד הר הבית, והוא נורה ולכאורה נוטרל לאחר שהמשיך להוות איום על כוחות הביטחון. במהלך בדיקה של חבלן על המחבל, הוא התרום וניסה לברוח אך כוחות הביטחון חיסלו אותו בטרם הצליח.
בכדי לבצע את הפיגוע, המחבלים השתמשו בשני כלי נשק מסוג קרל גוסטב, אקדח וסכינים. השב"כ פרסם כי שלושת המחבלים הינם ערבים ישראלים, תושבי אום אל פחם: מוחמד אחמד מוחמד ג'בארין, בן 29, מוחמד חאמד עבד אללטיף ג'בארין, בן 19 ו- מוחמד אחמד מפדל ג'בארין, בן 19. לפי הצהרת השב"כ, המפגעים ללא רקע ביטחוני קודם.
בפיגוע נרצחו שני שוטרים בני העדה הדרוזית: רס״מ האיל סתאוי ז״ל, 30, תושב מג׳אר, אשר שירת במשמר הגבול בשירותו הסדיר והתגייס בשנת 2012 לשירות קבע כשוטר סיור ביחידת הר הבית במרחב דוד של מחוז ירושלים, שם שירת עד נפילתו. האיל ז״ל, הותיר אחריו אשה (ארין) וילד בן שלושה שבועות, הורים, ושלושה אחים.
השוטר השני שנפל בעת מילוי תפקידו הוא רס״מ כמיל שנאן ז״ל, 22, תושב כפר חורפיש, ששירת מאז גיוסו לשירות קבע במשטרה לפני כשבעה חודשים, כשוטר סיור ביחידת הר בית במרחב דוד של מחוז ירושלים. כמיל ז״ל, הותיר אחריו הורים, אח אחד ושלוש אחיות.
שוטר נוסף נפצע באורח קל.
בהוראת מפקד מחוז ירושלים, ניצב יורם הלוי, מיד לאחר הפיגוע שערי הר הבית נסגרו ותפילות יום השישי לא יתקיימו.
במשטרה ציינו כי מדובר בפיגוע רצחני וחריג שמהווה קו אדום בו חולל מקום תפילה דתי על ידי מחבלים שניצלו את חופש הדת לצורך מימוש פיגוע טרור שכוון כלפי שוטרים.