เหตุเพลิงไหม้เริ่มต้นเวลาประมาณ 10:30 น. ตามเวลาประเทศญี่ปุ่น ผู้ก่อเหตุเดินเข้าไปในอาคารสตูดิโอ 1 พร้อมถังน้ำมัน และตะโกนว่า "ไปตายซะ!" (死ね) พร้อมจุดไฟเผาอาคารด้วยน้ำมัน ตัวอาคารไม่มีทางหนีไฟ ในขณะที่บางคนวิ่งหนีผู้ก่อเหตุก็เทน้ำมันเบนซินราดลงบนตัวเหยื่อ ทำให้เหยื่อในเหตุการณ์วิ่งออกไปบนถนนพร้อมด้วยเปลวไฟ[9] ผู้ก่อเหตุหนีออกจากที่เกิดเหตุอย่างรวดเร็วและถูกพนักงานของเกียวโตแอนิเมชันไล่ตามไปยังที่พักของ ซึ่งตำรวจสามาถจับกุมตัวในภายหลังได้[10] พบมีดที่ไม่ได้ใช้หลายเล่มในบริเวณที่เกิดเหตุ[11] ไฟลามถึงทางขึ้น-ลงอาคาร หลายคติดอยู่ภายในตัวอาคาร ไม่สามารถหลบหนีออกมาภายนอกได้ พบผู้เสียชีวิตหลายรายทั้งบริเวณชั้นสอง และบริเวณทางขึ้นสู่ชั้นดาดฟ้าเพื่อพยายามที่จะหลบหนี[12]

หลังจากถูกตำรวจจับกุม ผู้ก่อเหตุถูกนำตัวส่งโรงพยาบาลด้วยอาการบาดเจ็บเล็กน้อย ผู้ก่อเหตุยอมรับว่าเป็นผู้จุดไฟจริง ในระหว่างที่กำลังถูกนำตัวส่งโรงพยาบาล พร้อมทั้งกล่าวหาสตูดิโอว่าเป็น "หัวขโมย" หรือ "โจรกรรมทางวรรณกรรม" (パクリやがって)[10][13] ส่วนการสัมภาษณ์เพิ่มเติม ได้ถูกปฏิเสธเนื่องจากอยู่ในระหว่างการรักษาตัวที่โรงพยาบาล[14]