Gabčik i Kubiš podjęli decyzję o zamachu w kwietniu 1942, a 27 maja zgodnie z planem zaatakowali. Pomogło im szczęście, gdyż Heydrich czuł się na tyle bezpiecznie w Pradze, że najczęściej jeździł bez eskorty swoim mercedesem z numerami rejestracyjnymi SS-3 (co miało oznaczać, iż był trzecią osobą po Hitlerze i Himmlerze).
Gabčik miał za zadanie stanąć naprzeciw auta Heydricha i strzelić, natomiast z tyłu ubezpieczał go Kubiš.
Josef Valčík dał sygnał lusterkiem, że protektor nadjeżdża swoim mercedesem. Gabčik zgodnie z planem wbiegł na jezdnię, jednak broń zawiodła i nie wystrzeliła. Kubiš rzucił z tyłu pod samochód granat. Jego eksplozja spowodowała, że Heydrich odniósł poważną ranę w lewy bok. W jego ciało – oprócz odłamków – wbiły się drzazgi z samochodowej stolarki i kawałki końskiego włosia z tylnej kanapy. Jednocześnie adiutant protektora, Johannes Klein, rzucił się w pogoń za uciekającym Gabčikiem. W tym samym czasie Heydrich i Kubiš zaczęli strzelać do siebie nawzajem. Heydrich w ferworze walki z początku nie zauważył, że jest ciężko ranny (pęknięcie śledziony, uszkodzenie lewego płuca, przepony i ogona trzustki). Wkrótce jednak utracił siły, a Kubiš zbiegł.