במוצאי שבת, בסביבות השעה 22:30 בערב, נכנס מחבל מתאבד פלשתיני ל"קפה מומנט", בית קפה בשכונת רחביה בירושלים, השוכן בפינת דרך עזה ושדרות בן מימון, כ-50 מטרים ממשכנו הרשמי של ראש ממשלת ישראל, ואשר נחשב לאחד ממוקדי הבילוי הפופולריים בירושלים.
מיד לאחר כניסתו למתחם ובדלת הכניסה לבית הקפה, המחבל המתאבד פוצץ מטען חבלה רב-עוצמה שהוחבא מתחת לבגדיו. הוא לבש מעיל עור של אופנוענים והיו לו עיניים בהירות - וכך הצליח להיטמע היטב בסביבה אליה הגיע.
כתוצאה מהפיצוץ, אשר הרס את חלקה הפנימי של המסעדה כמעט לחלוטין, נרצחו באופן מיידי 11 אזרחים ישראלים, ונפצעו 54 בני אדם, 10 מהם במצב קשה.
