車子在巴黎街區尼古拉-艾培路6號(Nicolas-Appert)停住。走出車外的兩人都配備了突擊步槍,其中一人並扛著火箭筒,第三名男子留守車內,車子停在街道中央,兩名槍手往大樓邁進。「查理周刊」資料庫就在這個街區。他們大喊:「這裡是查理周刊嗎?」接著發現自己找錯地址。
他們向兩名維修人員喊問:「這是『查理周刊』?」維修人員告訴他們再過兩道門,槍手離去前,先開槍擊斃一名維修人員,使他成為首名受害者。
槍手先走進隔壁的媒體製作公司「Bayoo」時,其工作人員克里森推文寫道:「戴著面罩的兩名武裝男子進入我們公司,他們在找『查理周刊』。」
一名地產經紀說,進入大樓前,槍手曾走近街上一名男子以流利的法語說:「告訴媒體,我們是葉門的凱達組織。」
當他們抵達查理周刊辦公大樓時,走向該周刊的漫畫家科芮妮?雷伊(Corinne Rey),她剛從幼稚園接到女兒,正要回來上班。槍手威脅嚇壞的雷伊輸入開門密碼。門開後,雷伊和女兒奔向樓上,兩人在接下來的血腥屠殺中一直躲在桌下。
11時35分,查理周刊辦公大樓二樓,記者和編輯正召開晨間會議。目擊者說,她聽到一聲巨響,「接著有人打開我們辦公室大門,詢問『查理周刊』在那裡,他手持步槍,大家都嚇得往後退。」她說,這兩名男子隨即唸出目標的姓名,然後一一開槍,射殺他們。
11時40分,該周刊記者勒傑(Laurent Leger)設法啟動警鈴,再打電話給友人,要求對馬上方報警,並說「這是一場血洗屠殺,所有人都身亡」,接著電話即切斷。
警方消息人士說,這兩名冷血槍手逕自走到編輯室,他們的早已把目標鎖定47歲的總編輯夏邦尼耶(Stéphane Charbonnier,又稱是夏邦Charb),他們先把他殺死後,然後就胡亂掃射,讓其他編輯與知名漫畫家,一起陪葬。警方形容兩人作案動手非常冷靜,而且認定處決目標,不慌不忙,進門就喊「誰是夏邦?夏邦在那裡?」
法國警方消息人士引述目擊者說法指出,攻擊者闖進查理周刊辦公室後,曾大喊「我們為先知報仇了」。一名在附近屋頂上避難的男子拍下事發經過,攻擊者在開火中不斷高呼「真主至上」(Allahu Akbar)。
在現場的一名周刊記者在事後簡訊給朋友說,「是的,我就在現場,我還活著,四周都是死人,我還活著,聖戰者居然放過我了」。另一倖存者說,「辦公室成了屠宰場,四處陳屍」。
11時50分,兩名槍手離開大樓,神色自若。從屋頂上見證的目擊者說,「這時有三名騎著自行車的警察趕到,一看兩人手持重武器,馬上離去」,就在兩人進入第三人所開的接應車輛時,更多警察趕到,雙方開槍。槍手一邊對警車連射多槍,一邊駕車逃離,結果遇上趕到的另一輛警車。槍手下車朝警車狂射,顯然射傷開車的警察,警車隨即撞上路邊停車,受傷的警察爬出車子,顯然求他們不要再開槍。但兩名槍手毫無懼色,走進警察,其中一人在近距離內開槍,處決式地打爆警察的頭。然後輕鬆地走回車子,一邊大喊「我們幹掉查理了,為真主報仇了」。監視畫面可見到,另一名槍手還不慌不忙的彎腰撿起一隻掉落在街上的鞋子,再坐進車子,揚長而去。