פיגוע הירי החל קרוב לשעה 20:00 בערב. המחבל, דיא חמארשה, פלסטיני בן 26 מהכפר יעבד, שוהה בלתי חוקי[1] שריצה בעבר עונש מאסר בגין השתייכות לארגון טרור,[2] הגיע עם רכבו[3] לרחוב ז'בוטינסקי פינת הרצל שם חנה ויצא רגלית לכיוון רחוב ביאליק בשכונת פרדס כץ כשהוא מצויד ברובה M-16 תוך כדי ניסיון לירות על רוכב אופניים שהצליח להימלט. משם נכנס בריצה לרחוב ביאליק[4] וירד במורד הרחוב עד לקרן הרחובות "ביאליק" ו"השניים" ושם פתח באש. שני אזרחי אוקראינה, ויקטור (סשה) סורוקופוט ודימטרי (דימה) מיטריק,[5] שישבו בפתח חנות מכולת, נהרגו מהירי. המחבל אף ביצע וידוא הריגה לאחר מכן.
לאחר שרצח את שני קורבנותיו הראשונים, המשיך המחבל בירי מטווח קצר לעבר הולך רגל ורוכב אופניים, אך הם הצליחו להימלט בלא פגע עקב מספר מעצורים בנשק שייתכן ונגרמו עקב שדרוג מאולתר של רובה הסער.[6][7] בשלב זה הוא דרך את נשקו וכיוון אותו לעבר רכב שהגיע מרחוב השניים ופנה שמאלה לרחוב ביאליק כשהוא צועק לנהג "עמוד, עמוד" בעברית. הרכב ניסה להימלט ואז התקרב אליו המחבל ורצח את הנהג, יעקב ישראל שלום. לאחר מכן המשיך לרחוב הרצל 75 בעיר, ושם רצח את אבישי דוד יחזקאל, שהגן בגופו על בנו בן השנתיים, שלא נפגע.[8] הוא המשיך לצעוד לכיוון הרצל פינת ז'בוטינסקי, ושם התפתח קרב יריות בינו לבין שני שוטרים רכובים על אופנוע. אחד מהם, רס"ם אמיר חורי, (ערבי־ישראלינוצרי) שנהג באופנוע, נפצע אנושות ומת מפצעיו מאוחר יותר, והאחר, רס"ם עמוס בשירי, הרג את המחבל. חילופי הירי והריגת המחבל תועדו במצלמת הגוף של השוטר שהרג את המחבל.[9]
מהלך הפיגוע צולם במצלמות אבטחה ובידי עוברי אורח ששיתפו אותם ברשת האינטרנט. יהונתן, גיסו של הנרצח יעקב שלום סיפר כי גילה על מותו דרך הסרטונים שהופצו בוואטסאפ ורק שעות לאחר האירוע קיבלו הודעה רשמית.[10]
לצמד השוטרים שחתר למגע, אמיר חורי ושותפו עמוס בשירי, הוענק עיטור האומץ של המשטרה בעקבות פועלם, בטקס חלוקת העיטורים הרשמי אשר התקיים ב-7 בנובמבר 2022.[24] בנוסף, מועצת העיר בני ברק אישרה פה אחד את הנצחתו של חורי בעיר.[25] כמו כן, מספר תושבים יזמו הקמת אנדרטה לזכרו.[26] במרץ 2023 החליטה עיריית בני ברק לקרוא לרחוב בעיר בשם "השוטר", לזכרו של אמיר חורי.[27] בעיר מגוריו של חורי, נוף הגליל, נקרא הרחוב שבו תחנת המשטרה על שמו.
בפברואר 2023, אבי המחבל, אחמד חמארשה, נידון ל-14 חודשי מאסר לאחר שהורשע בעבירת הסתה ותמיכה בארגון עוין, לאחר שתמך בפעולות בנו, ונאם להמשיך בטרור.[28]
הפיגוע הוא אחת מן הסיבות העיקריות שבשלן צה"ל יצא למבצעפשיטות ומעצרים נגד יעדי טרור ומבוקשים בשטחי יהודה ושומרון וכן בערים הערביות בישראל. צה"ל כינה את המבצע "שובר גלים", ובמסגרתו נעצרו מאות מבוקשים החשודים בפעילות טרור ונהרגו עשרות מחבלים.
במהלך המבצע, ב-10 באפריל אחיו של המחבל דיא חמארשה נעצר יחד עם עשרות חשודים נוספים. ב-1 ביוניהרס צה"ל את ביתו של המחבל דיא חמארשה בעיירה יעבד.[29][30]