Mając to na uwadze ultralewicowi aktywiści partii zatwierdzili decyzję o przeprowadzeniu zamachu, mimo iż nie mieli poparcia ze strony Kołarowa i umiarkowanych frakcji BPK. Przypuszcza się, że pomocy w realizacji planu udzieliły Komunistyczna Partia Związku Radzieckiego oraz Międzynarodówka Komunistyczna, przysyłając znaczne środki finansowe i materiały wybuchoweGeorgi Markow. Камбаните бият сами. Насилие и политика в България 1919–1947 (w tłum. Dzwony biją same. Przemoc i polityka w Bułgarii 1919–1947), Sofia 1994, s. 72.Elena Statełowa i Stojczo Grynczarow. История на нова България, 1878–1944 (w tłum. Historia nowej Bułgarii, 1878–1944), t. ІІІ, Sofia 1999, s. 421..
Przebieg zamachu Zarząd Organizacji Wojskowej BPK powierzył zadanie zorganizowania zamachu jednej z tzw. szóstek, na czele której stał Petyr Abadżijew, współpracujący z zakrystianinem Petyrem Zadgorskim. Z pomocą tego ostatniego spiskowcy w ciągu kilku tygodni wnieśli do cerkwi „Sweta Nedela” 25 kg materiałów wybuchowych. Ładunki zostały umieszczone w postaci pakietu na jednej z kolumn podtrzymujących główną kopułę świątyni, znajdującej się przy południowym wejściu do budynku.