Пуришкевич захватил с собой из дома пистолет системы «souvage», из которого и будет потом убит Распутин. Около 11 часов вечера 16 декабря доктор Лазаверт надел резиновые перчатки, затем «снял верхушки пирожных, посыпал начинку порошком в количестве, способном, по его словам, убить слона».
После завершения приготовлений гости князя отправились наверх, где они должны были изображать веселую вечеринку, а Феликс поехал на Гороховую, 64, в квартиру Распутина. Дочь Матрена вспоминала: «В 12 часов ночи к нам приехал Юсупов. Отец встретил его словами: «Ах, маленький, ты пришел». Юсупов спросил его: «Посторонних нет?» Отец ответил, что никого нет. Тогда Юсупов сказал ему: «Пойдем кутить». Они уехали, и больше отец не возвращался».
Что происходило в подвале дома Юсупова, какие разговоры вели Феликс и Распутин на протяжении примерно двух часов, о том известно лишь из воспоминаний Юсупова. Однако вышедшие в разные годы и в разных странах откровения князя-убийцы содержат множество противоречий и неточностей, а некоторые места наполнены нарочитой мистической патетикой и как будто позаимствованы из низкопробных бульварных романов. Но другого источника нет и не будет, и узнать, в какой степени мемуарные реминисценции соответствовали действительности, никогда не удастся.
В изложении князя все походило на какую-то дешевую и мрачную оперетку. В общих чертах картина той ночи выглядела следующим образом. Юсупов прибыл со своим гостем во дворец вскоре после полуночи 17 декабря. Провел его в подвал, пригласил к столу, стал угощать его пирожными и вином (в бокалы тоже был положен порошок) и вел с ним разговоры «за жизнь». Распутин попросил князя спеть, и тот исполнил под гитару несколько столь им любимых «жестоких романсов».
Яд не действовал. Несколько раз Распутин спрашивал, где же хозяйка, на что Феликс отвечал, что она провожает гостей. Распутин собирался уходить, но задержался у эбенового шкафа с распятием, стал его рассматривать. В этот момент Юсупов выстрелил ему в спину из браунинга. Распутин упал, как показалось, замертво. На шум выстрела прибежали сообщники.
Об увиденном написал Пуришкевич. «Нам представилась следующая картина: перед диваном, в гостиной, на шкуре белого медведя лежал умирающий Григорий Распутин, а над ним, держа револьвер в правой руке, заложенной за спину, совершенно спокойно стоял Юсупов… Не знаю, сколько времени простоял я здесь; в конце концов раздался голос Юсупова: «Ну-с, господа, идемте наверх, нужно кончать начатое». Мы вышли из столовой, погасив в ней электричество и притворив слегка дверь».
Через некоторое время Юсупов вернулся вниз, включил свет и стал смотреть на убитого. Далее произошло невероятное.
Распутин «внезапно открыл левый глаз. Через несколько мгновений его правое веко тоже стало подрагивать, потом поднялось… Внезапным и сильным движением Распутин вскочил на ноги с пеной у рта. Дикий вопль раздался под сводами, его руки конвульсивно хватали воздух. Он бросился на меня, пытаясь схватить меня за горло, его пальцы, как клещи, впивались в мои плечи. Глаза его вылезали из орбит, изо рта текла кровь. Низким и хриплым голосом он все время звал меня по имени… Нечеловеческим усилием я вырвался из его хватки… Я бросился наверх, зовя Пуришкевича, оставшегося в моем кабинете».
На помощь почти обезумевшему от страха князю пришел скандальный борец «за чистоту монархической идеи». «Медлить было нельзя ни мгновенья, и я, не растерявшись, выхватил из кармана мой «соваж». Поставил его на «огонь» и бегом спустился с лестницы… Григорий Распутин, которого я полчаса назад созерцал при последнем издыхании, лежащим на каменном полу столовой, переваливаясь с боку на бок, быстро бежал по рыхлому снегу во дворе дворца вдоль железной решетки, выходившей на улицу… Я бросился за ним вдогонку и выстрелил».
Три раза Пуришкевич промахнулся, и лишь четвертая пуля попала Распутину в голову. Потом обезумевшие заговорщики пинали и избивали бездыханное тело. С главным же организатором от избытка эмоций тут же, около убитого, сделался обморок, и сообщникам пришлось тащить Феликса во дворец и там приводить в чувство.
Как писал прокурор С. В. Завадский, ведший дело об убийстве Распутина, проведенное вскрытие тела показало, что «Распутину были нанесены три смертельные раны: в почки, в печень и в мозг. По мнению вскрывавших, после первой раны Распутин не мог жить более 20 минут, а все три были прижизненные, следовательно, третья должна была последовать за первою в промежуток времени самое большее около четверти часа». По данным медицинского освидетельствования, кроме пулевых ран в спину и голову у Распутина была «огромная рваная рана в левом боку, сделанная ножом или шпорой». Никакого яда в организме Распутина обнаружено не было — Маклаков сказал правду.
Заговорщики придавали большое значение тщательному сокрытию следов преступления. Труп ненавистного Распутина на автомобиле Дмитрия Павловича отвезли подальше от юсуповского дворца и бросили под лед.