На следующий день Маккинли ждали в «Храме музыки», где он должен был «окунуться в народ». Этого-то и опасались сотрудники администрации; личный секретарь президента Джордж Б. Кортелью дважды пытался отменить мероприятие, но президент всякий раз настаивал на своём участии. Стояла по-летнему знойная погода; к четырём часам дня к «Храму музыки» выстроилась длинная очередь: не каждый день выпадает шанс увидеть президента и пожать ему руку. Органист заиграл сонату Баха, и людская змея понемногу стала заползать внутрь. Среди людей, «склонившихся перед великим правителем», находился 28-летний рабочий-металлист Леон Чолгош из семьи польских эмигрантов, пришедший, чтобы его убить.
В июле в Кливленде, превратившемся в центр движения анархистов, состоялось публичное выступление Эммы Голдман, проповедовавшей индивидуальный террор (её муж Александр Беркман сидел в тюрьме за покушение на Генри Клея Фрика). Её слова произвели в душе Леона Чолгоша эффект искры, попавшей на сухую паклю. Теперь он знал, что ему делать. В день приезда Маккинли в Буффало он тоже стоял в толпе, но не стал стрелять, боясь промахнуться. Теперь же, когда президент с улыбкой протянул ему руку, Чолгош тоже поднял руку, обмотанную платком, и дважды выстрелил из спрятанного в платке револьвера 32-го калибра (прошлым летом точно из такого же другой анархист застрелил итальянского короля Умберто I). «На мгновение наступила почти полная тишина, как затишье после громового раската, — писала «Нью-Йорк тайме». — Президент какое-то время стоял неподвижно, с выражением нерешительности, почти удивления на лице. Потом он сделал шаг назад, а по его чертам разлилась мертвенная бледность. Толпа не сразу поняла, что случилось нечто серьёзное». Первым опомнился высокий чернокожий парень Джеймс Паркер, тоже стоявший в очереди: он ударил Чолгоша и помешал ему выстрелить в третий раз. Только тогда на убийцу набросились солдаты и агенты охранной службы. Маккинли попросил не допустить линчевания, и Чолгоша увели. «Моя жена, — прошептал Маккинли своему секретарю Кортелью, глядя, как по его белому жилету расплывается ярко-красное пятно. — Скажите ей очень осторожно, очень осторожно!»
Президента перенесли в больницу при выставке. Единственный врач, которого удалось найти, оказался гинекологом; тем не менее Маккинли срочно прооперировали. Одна из пуль отскочила от пуговицы и ударила его в грудину, не причинив большого вреда, но вот вторая угодила в живот. Врач сумел зашить рану и остановить кровотечение, однако не мог найти пулю, которая, по его мнению, застряла где-то в спине. Примечательно, что на выставке в Буффало демонстрировалась примитивная установка для просвечивания икс-лучами, но использовать её по назначению никому и в голову не пришло.
После операции президент вроде бы пошёл на поправку. Газеты сообщали, что он бодрствует и даже читает газеты. Вице-президент Теодор Рузвельт настолько успокоился, что даже отправился отдыхать в Адирондакские горы. Но 13 сентября состояние Маккинли резко ухудшилось: внутренняя гангрена поразила стенки желудка и вызвала заражение крови (никакая антисептика при операции не применялась). Он ослабел на глазах, потерял сознание и в четверть третьего ночи 14 сентября умер на руках у жены.
Чолгош заявил полиции, что «исполнил свой долг», поскольку у республики не должно быть правителей. Он настаивал, что действовал один, но в Чикаго всё равно провели облаву и арестовали с дюжину анархистов. 10 сентября пришли и за Эммой Голдман. Однако потом всех пришлось отпустить. Зато Чолгош 23 сентября предстал перед судом, а 29 октября был казнён на электрическом стуле, так и не раскаявшись в содеянном.
Английский король Эдуард VII и другие европейские монархи объявили траур по убитому президенту. 17 сентября гроб с телом Маккинли выставили в ротонде Капитолия для прощания; тысячи людей часами стояли под дождём, чтобы войти внутрь. Затем траурный поезд проследовал через несколько городов до Кантона, штат Огайо, — родного города Маккинли. Биржу лихорадило, но на фоне траура падение котировок осталось незамеченным.
Первая леди сопровождала гроб с телом мужа, моля Бога, чтобы Он забрал и её. (Остаток дней она проживёт в Кантоне и умрёт в мае 1907 года, в 59 лет, за несколько месяцев до открытия мраморного монумента в память о её муже).