ทั้งสองถูกประหารชีวิตเมื่อเวลา 16 นาฬิกา เวลาท้องถิ่น[8] ที่ฐานทัพแห่งหนึ่งนอกเมืองบูคาเรสต์ ในวันที่ 25 ธันวาคม 1989[9] การประหารชีวิตดำเนินไปโดยทีมยิงเป้าที่ประกอบด้วยพลร่ม กัปตัน Ionel Boeru, นายสิบเอก Georghin Octavian และ Dorin-Marian Cirlan ในขณะเดียวกันมีรายงานพลทหารอีกจำนวนมากที่อาสามาเป็นพลยิงเป้าในการประหารชีวิตครั้งนี้[10] Simon Sebag Montefiore เขียนไว้ว่าก่อนการประหารชีวิต เอเลนา ชาวูเชสกู ได้ตะโกนออกมาว่า "อีพวกสัตว์นรก!" (You sons of bitches!) ขณะกำลังถูกนำตัวไปยืนขนาบกับกำแพงเพื่อประหารชีวิต ในขณะที่นีกอลาเอ ชาวูเชสกู ร้องเพลงแองเตอร์นาซิอองนาล[11]

พลยิงเป้าเริ่มระดมยิงทันทีที่ทั้งสองอยู่ในจุดชิดผนัง การประหารชีวิตดำเนินไปอย่างเร็วมากจนทำให้ทีมข่าวที่ได้รับมอบหมายให้อัดเทปการประหารชีวิตไว้สามารถอัดเก็บได้เพียงแค่การยิงในชุดสุดท้ายเท่านั้น ในปี 2014 กัปตัน Boeru ซึ่งเกษียณอายุแล้ว ได้บอกกล่าวกับผู้สื่อข่าวของ The Guardian ว่า เชาเชื่อว่ากระสุนที่ยิงออกมาจากปืนไรเฟิลของเขาเพียงคนเดียวเท่านั้นที่ทำให้ทั้งสองเสียชีวิต เนื่องมาจากว่าเขาจำได้ว่าเขาเป็นเพียงคนเดียวจากพลยิงเป้าทั้งสามคนที่จำได้ว่าต้องปรับปืนไรเฟิลกาลาชนีกอฟให้ยิงแบบอัตโนมัติสมบูรณ์ (fully automatic) และมีอย่างน้องหนึ่งคนที่อึกอักลังเลที่จะยิง[12] ในปี 1990 รายงานจากสมาชิกของแนวร่วมปลดปล่อยชาติระบุว่ามีรอยกระสุนปืนรวม 120 นัดบนร่างของทั้งสอง[10]

ในปี 1989 นายกรัฐมนตรีปีเตร์ โรมัน บอกในรายการโทรทัศน์สัญชาติฝรั่งเศสว่าการประหารชีวิตเป็นไปอย่างเร็วมากจนทำให้มีข่าวลือว่ามีกลุ่มผู้ภักดีต่อทั้งสองได้พยายามช่วยเหลือทั้งคู่ให้รอดพ้นจากการลงโทษ[8]