Der Täter machte sich dann auf den Weg in den zweiten Stock. Dort betrat er zuerst den leeren Raum 206, dann den Raum 205, in dem sich nur wenige Schüler befanden, schoss dort allerdings nicht. Nun durchquerte er den Flur in Richtung Nord-Treppenhaus und feuerte fünfmal auf eine Lehrerin. Dann betrat er den Raum 211 und gab – wiederum vor den Augen der Schüler – fünf Schüsse auf die anwesende Lehrerin ab. Sein nächster Weg führte Steinhäuser in das gegenüberliegende Klassenzimmer 208, auf die dortige Lehrerin (welche in Größe und jugendlicher Gestalt den umstehenden Schülerinnen ähnelte) schoss der Täter allerdings nicht.
Steinhäuser begab sich jetzt auf den Weg in den dritten Stock, wo er in Raum 307 eine weitere Lehrerin erschoss. Hier wechselte er zum ersten Mal das Magazin seiner Waffe. Wieder auf dem Flur begegnete er einer Lehrerin, die sich nach dem Krach erkundigen wollte. Sie wurde von Steinhäuser jedoch ignoriert. Danach erschoss er eine unterrichtende Referendarin in Raum 304/310 sowie eine weitere Lehrerin auf dem Flur. Kurz danach wurde Steinhäuser zum ersten Mal identifiziert, denn eine Schülerin erkannte ihn trotz der Gesichtsmaske. Auf dem Weg Steinhäusers zur Südtreppe erschoss er noch einen Lehrer.
Steinhäuser begab sich nun wieder in das südliche zweite Obergeschoss. Die Situation war nun aber anders, die meisten Schüler wussten bereits von den Geschehnissen, viele waren auch bereits geflüchtet. Der Täter traf hier nun erstmals auf verschlossene und verbarrikadierte Klassenzimmer. Dennoch fand Steinhäuser auch hier Opfer; er schoss mehrmals auf eine fliehende Lehrerin. Diese fiel vornüber durch eine halbgeöffnete Tür, Steinhäuser stieg über sie hinweg und gab aus der anderen Richtung noch einen weiteren Schuss auf die liegende Frau ab. Der Täter wechselte nun zum zweiten Mal das Magazin. Im Raum 208 hatte sich die jugendlich aussehende Lehrerin, die vorher von Steinhäuser verschont worden war, mit ihrer Klasse eingeschlossen. Steinhäuser versuchte, den Raum zu betreten; nachdem dies misslang, schoss er in schneller Schussfolge achtmal durch die geschlossene Tür. Hierbei wurden zwei Schüler tödlich getroffen.
Robert Steinhäuser ging nun ins erste Obergeschoss, wo er einen Schuss durch die Tür zu einem WC abgab. Der Schuss blieb im Rucksack eines Schülers stecken, der vor einem Waschbecken stand.
Steinhäuser begab sich nun auf den Schulhof. Dort erschoss er eine Lehrerin, die sich um die Evakuierung der Schüler gekümmert und sie immer wieder zum Verlassen des Schulgeländes angetrieben hatte. Steinhäuser wechselte nun sein Magazin zum dritten und letzten Mal. Zu diesem Zeitpunkt traf auch das erste Polizeiauto an der Schule ein. Robert Steinhäuser eröffnete das Feuer auf die Polizisten. Einer der Polizisten schoss einmal zurück. Bei diesem Schusswechsel wurde niemand getroffen. Daraufhin begab sich Steinhäuser sehr zügig in das erste Obergeschoss und erschoss einen Polizisten durch ein Fenster.
Vor dem Raum 111 traf Steinhäuser auf den Lehrer Rainer Heise. Der Täter hatte seine Gesichtsmaske bereits abgenommen, so konnte ihn der Lehrer als Robert Steinhäuser erkennen. Dem Lehrer war zumindest im Ansatz der Umfang der Geschehnisse der letzten Minuten bewusst. Ihm war auch klar, dass er den Amokläufer direkt vor sich hatte. Er sagte zu Steinhäuser: „Du kannst mich jetzt erschießen“ und schaute ihm dabei in die Augen. Dieser senkte jedoch die Waffe und sagte: „Herr Heise, für heute reicht’s“. Heise forderte Steinhäuser auf, für ein Gespräch in den nächstliegenden Raum (Raum 111, Materialraum Kunst) zu kommen, Steinhäuser folgte der Aufforderung, ging auf die geöffnete Tür zu und wurde daraufhin von Heise in den Raum gestoßen und darin eingesperrt. Kurz darauf erschoss sich Steinhäuser selbst, der Schuss wurde von einem Polizisten gehört.
Alles in allem dauerte der Amoklauf vom ersten Schuss bis zu Steinhäusers Selbsttötung höchstens 20 Minuten. Anderthalb Stunden später wurde die Leiche Steinhäusers von einem Spezialeinsatzkommando (SEK) der Polizei im Raum 111 aufgefunden.
Motiv
Robert Steinhäuser war bis Anfang Oktober 2001 Schüler des Gutenberg-Gymnasiums. Ende September 2001 blieb er einige Tage vom Unterricht fern, als Entschuldigung legte er ein ärztliches Attest vor. Jedoch wurde schnell bemerkt, dass es sich um eine Fälschung handelte. Wegen dieser Urkundenfälschung wurde Steinhäuser der Schule verwiesen.
Im Gegensatz zu den meisten anderen Bundesländern gab es in Thüringen an Gymnasien keine Prüfungen oder automatische Zuerkennung der mittleren Reife (Realschulabschluss) nach der 10. Klasse. Schüler, die das Abitur nicht bestanden oder – wie Steinhäuser – der Schule verwiesen wurden, hatten dadurch keinen Schulabschluss und somit kaum eine berufliche Aussicht.
Als mögliches Motiv für den Amoklauf wird daher der aus Sicht des Täters ungerechtfertigte Schulverweis und die damit verbundene berufliche Aussichtslosigkeit angesehen.
Verwendete Waffen
Seit 2000 war Steinhäuser Mitglied in einem Schützenverein, außerdem legte er die erforderliche Prüfung ab, um in den Besitz einer Waffenbesitzkarte (WBK) zu kommen. In den Monaten vor der Tat kaufte er sich die beiden Tatwaffen, Munition und verschiedene Ausrüstungsgegenstände (Magazine, Holster und ähnliches).
Die zum Erwerb nötigen behördlichen Eintragungen in der Waffenbesitzkarte, sowie die von Steinhäuser für die Erlangung dieser Eintragungen beigebrachten Unterlagen, die Ausfertigung dieser Unterlagen durch zuständige Vereinsorgane oder Anlagenbetreiber und die für die Erlangung der Unterlagen von Steinhäuser gemachten Angaben entsprachen jedoch nicht den Anforderungen des deutschen Waffengesetzes. Steinhäuser wusste vermutlich, dass die Eintragungen in seiner Waffenbesitzkarte gesetzwidrig waren und der Kauf somit illegal.
Der Kauf der beiden Tatwaffen erfolgte nach späteren Untersuchungen auf Grundlage der nötigen Eintragungen in der Waffenbesitzkarte von Steinhäuser und war somit aus Sicht des Verkäufers legal. Er meldete den Weiterverkauf pflichtgemäß den Behörden. Diese hätten aufgrund dieser Meldung wegen der mutmaßlich fehlerhaften Eintragungen in der Waffenkarte die Waffen unverzüglich von Steinhäuser einziehen müssen.
Steinhäuser führte bei der Tat zwei Waffen mit. Er benutzte nur seine Pistole Glock 17, für die er mehrere Magazine zu je 17 und 31 Schuss mitführte. Die andere Waffe, eine Vorderschaft-Repetierflinte (Pumpgun) Mossberg 590, trug er auf dem Rücken. Sie wurde während der Tat nicht benutzt, da sie wegen einer vorangegangenen Fehlbedienung nicht einsatzfähig war. Der Verschluss der Waffe wurde nicht verriegelt, wodurch die eingeführte Patrone nicht hätte abgefeuert werden können.
Vermutete Ungereimtheiten
In den Medien kam es kurz nach dem Amoklauf zu kontroversen Diskussionen um die Aussagen von Rainer Heise, da er teilweise widersprüchliche Angaben machte. Kritiker sahen in seinem Verhalten eine Selbstdarstellung auf Kosten der Opfer. Andere hingegen verteidigten den Pädagogen gegen die Vorwürfe und verwiesen auf seinen Schockzustand nach dem Massaker. Schüler, die sich hinter Heise stellten, sahen sich mitunter massiven Anfeindungen ausgesetzt.
Nach der Tat kam das Gerücht auf, dass es neben Steinhäuser einen weiteren Täter gegeben habe. Anders ließe sich der Tatablauf und die differenzierende Trefferquote des Täters nicht erklären.
Der offizielle Bericht der sogenannten Gasser-Kommission, der am 21. April 2004 erschien, entlastete Rainer Heise vollständig. Die Zweifel am Wahrheitsgehalt seiner Aussagen wurden verworfen. Die Kommission schloss die Existenz eines Mittäters aus. Sämtliche Opfer konnten zeitlich dem Weg und der Waffe des Täters zugeordnet werden. Ob es Mitwisser gab, konnte nicht zweifelsfrei geklärt werden.
Gedenkfeier
Auf die Stunde genau eine Woche nach der Tat fand am Freitag, dem 3. Mai auf dem Domplatz im Zentrum Erfurts eine Gedenkfeier für die Opfer des Massakers statt. Dabei betonte der damalige Bundespräsident