Франческо Пацци и Бернардо Бандини взяли на себя убийство Джулиано Медичи; эта задача считалась особенно трудной, потому что Джулиано был крайне осторожен, и обыкновенно носил панцирь под платьем. Джованни Монтесекко поручено было убить Лоренцо Медичи, но Джованни был благочестивый католик, и как только узнал, что убийство должно быть совершено в церкви во время богослужения, то объявил наотрез, что не способен на подобное святотатство. Этот факт произвел тяжелое впечатление на большинство заговорщиков; никто из них не решался предложить свои услуги. Наконец, архиепископ Сальвьяти, зная как сильна субординация в католической церкви, отыскал двух священников, которые беспрекословно взялись совершить преступление, отчасти из преданности интересам святого престола, и частью потому, что церковные стены не внушали им такого трепета, как остальным смертным. Для совершения убийства был выбран тот момент, когда кардинал поднимет святые дары, потому что тогда обе жертвы принуждены были склонить головы; и не увидели бы своих убийц. В случае удачи звон церковного колокола должен был послужить сигналом для заговорщиков находящихся вне церкви; им поручено было овладеть дворцом «Signoria», между тем как архиепископ Сальвьяти с помощью вооруженной силы должен был принудить членов городского совета принять благосклонно совершенное убийство.
Когда вошли Лоренцо и кардинал, церковь уже была переполнена народов. Началась литургия, но Джулиано Медичи все не было. Наконец, Франческо Пацци и Бернардо Бандини отправились к нему и стали доказывать, что его присутствие необходимо в соборе. Пацци, под видом шутки, обнял его, чтобы убедиться надеть ли на нем панцирь, но Джулиано, страдая в этот день наследственной болью в ноге, не только был без панциря, но даже снял свой длинный охотничий нож, который обыкновенно носил при себе. После некоторого колебания Джулиано отправился в церковь с своими мнимыми друзьями и встал рядом с Лоренцо около алтаря. Кроме убийц, обоих Медичи окружали заговорщики, которым не трудно было приблизиться к ним в виду толпы наполнявшей собор.
Когда наступил назначенный момент, и кардинал поднял св. Дары, Бернардо Бандини с быстротой молнии вонзил свой кинжал в грудь Джулиано Медичи. Тот сделал несколько шагов и упал без чувств на землю; Франческо Пацци бросился на него и, нанося ему удар за ударом, пришел в такую ярость, что сам ранил себя в ногу. Одновременно с этим на Лоренцо напали оба священника; один из них, Антонио Вольтеро, положил руку на плечо своей жертвы, чтобы нанести удар кинжала в шею. Но Лоренцо быстро отскочил в сторону, и, обернув левую руку полой плаща, обнажил шпагу и стад защищаться против убийц с помощью двух своих слуг, из которых один был тяжело ранен.
Лоренцо также были нанесены две раны в шею. В то время, как оба священника старались спастись бегством, Бернардо Бандини, убийца Джулиано, хотел напасть на Лоренцо; но этот успел скрыться в ризницу, где около него столпились друзья. Один из них запер тяжелые бронзовые двери, другой высосал раны Лоренцо, так как предполагали, что кинжалы убийц были намазаны ядом; затем наскоро была сделана повязка.
Между тем приверженцы Медичи рассеялись по церкви, одни преследовали убийц, другие собрались перед дверями ризницы и настойчиво требовали, чтобы их впустили, в чем сначала им было отказано, потому что Лоренцо боялся измены. Наконец один из слуг влез на орган, откуда можно было видеть внутренность церкви, и когда он убедился в полной безопасности, то двери были открыты; Лоренцо положили на носилки и отнесли в его палаццо под прикрытием вооруженной толпы его приверженцев.
Заговорщики не были приготовлены к такому исходу. В полной уверенности, что предприятие их увенчается успехом, они не приняли никаких мер, чтобы овладеть своей жертвой, что не представляло особенного труда в первый момент общей сумятицы, пока толпа не знала сущности дела. Вместо этого они устремились к палаццо «Signoria», куда заранее отправился архиепископ Сальвьяти с своим братом, некоторыми родственниками и многочисленной вооруженной свитой своих приверженцев. Часть сваты он оставил у главного входа, а другую провел в залу нижнего этажа; но, по рассеянности, уходя запер дверь на ключ. Вследствие этого находившиеся в зале не могли соединиться с товарищами и принять какое либо участие в дальнейшем ходе дела.