เมื่อเวลาประมาณ 22:10 น. ของวันที่ 14 กรกฎาคม ตามเวลาออมแสงยุโรปกลาง (03:10 น. ของวันที่ 15 กรกฎาคม ตามเวลาในประเทศไทย) หรือ 30 นาทีก่อนเกิดเหตุ มีผู้เห็นคนขับรถบรรทุกสีขาวคันใหญ่[16] มุ่งหน้าไปทางพรอมนาดเดซ็องแกล โดยขับอย่างสะเปะสะปะ "เขาเร่งความเร็ว แล้วก็เบรก เร่งความเร็วอีกรอบ แล้วก็เบรกอีกรอบ" ตามคำให้การของพยานคนหนึ่ง[14] จากนั้นรถบรรทุกได้เลี้ยวเข้าสู่ถนนสายดังกล่าวและมุ่งหน้าไปทางทิศตะวันตกเฉียงใต้ แต่แล้วก็กลับรถไปทางเดิม[14]

การแสดงพลุไฟกำลังสิ้นสุดลงเมื่อเวลาประมาณ 22:40 น.[17] เมื่อรถบรรทุกพยายามพังรั้วกั้นพาหนะอย่างช้า ๆ บริเวณตรงข้ามโรงพยาบาลเด็กล็องวาล[14] มีคนขี่จักรยานยนต์คนหนึ่งขี่ไล่ตามรถบรรทุกและพยายามเปิดประตูฝั่งคนขับรถ แต่สุดท้ายร่างของเขาก็หล่นไปใต้ล้อรถบรรทุก[14] เมื่อเห็นเหตุการณ์ดังกล่าว เจ้าหน้าที่ตำรวจ 2 นายจีงเปิดฉากยิงใส่รถบรรทุก[18] เมื่อถึงจุดนี้ คนขับก็เร่งความเร็วขึ้น มุ่งไปทางทิศตะวันออกเฉียงเหนือ และบุกตะลุยฝูงชนในลักษณะซิกแซ็กเพื่อกวาดชนคนเดินเท้าให้ได้มากที่สุด เจ้าหน้าที่ตำรวจพยายามยิงสกัด แต่คนขับยิงตอบโต้และยังยิงเข้าใส่ฝูงชนด้วย คนขับขับรถฝ่าฝูงชนไปได้ 2 กิโลเมตร (1.2 ไมล์) เมื่อถึงบริเวณใกล้กับโรงแรมปาแลเดอลาเมดีแตราเน เอริก ซียอตี ผู้เห็นเหตุการณ์ระบุว่า มีบุคคลคนหนึ่งกระโดดขึ้นไปบนหน้ารถบรรทุกเพื่อพยายามหยุดและเบี่ยงเบนความสนใจคนขับ[19] โดยขณะนั้นตำรวจได้ล้อมรถบรรทุกไว้แล้ว[14] รถบรรทุกถูกตำรวจยิงกราดด้วยกระสุนและคนขับเสียชีวิต[14][20]

เจ้าหน้าที่ตำรวจพบซองกระสุน ปืนสั้น ลูกระเบิดเปล่า รวมทั้งปืนอาก้าและเอ็ม 16 ซึ่งเป็นของทำเลียนแบบอยู่ในรถบรรทุกคันนั้น[21]