Когда Ленин закончил речь и пошел к выходу из цеха, дорогу ему преградил сначала темноволосый юноша лет 16 в гимназическом пальто, который подал вождю записку. Тот ее взял и пошел дальше. Вместе с Лениным из цеха выходила большая группа рабочих.
Водитель завел машину, и через несколько минут во дворе появились люди, впереди которых шел Ильич, оживленно беседуя с рабочими. В двух-трех шагах от машины он остановился, продолжая разговор с двумя женщинами. Еще две женщины стояли рядом. Когда Ленин собирался сделать последние шаги к подножке машины, вдруг раздался выстрел. Люди, шедшие за ним, бросились врассыпную с криком: «Стреляют!» Началась паника. Водитель Гиль вспоминал: «Моментально повернул я голову по направлению выстрела и увидел женщину – ту самую, которая час назад расспрашивала меня о Ленине. Она стояла с левой стороны машины, у переднего крыла, и целилась в грудь Владимира Ильича. Раздался еще один выстрел». Ленин был ранен и упал на землю возле автомобиля. А водитель с наганом в руках бросился к стрелявшей женщине и прицелился в нее. Но кругом было очень много народа, и он не решился выстрелить. Тем временем женщина бросила браунинг ему под ноги и метнулась в толпу, а водитель склонился над раненым вождем.
Покушение произошло настолько внезапно, что от растерянности и испуга рабочие побежали к заводским воротам с криками: «Ленина убили! Ленина убили!» В этих условиях стрелявшей женщине было легко скрыться в толпе. Но ее все же вскоре задержали. Выбежавший на Серпуховку, по которой в одиночку и группами мчались перепуганные люди, помощник военного комиссара 5-й Московской пехотной дивизии С. Батулин остановился возле трамвайной стрелки. Его внимание привлекла стоявшая около дерева странная женщина с портфелем и зонтиком в руках. По его словам, странность состояла в том, что «она имела вид человека, спасающегося от преследования, запуганного и затравленного». В свидетельских показаниях комиссар указал следующее: «Я спросил эту женщину, зачем она сюда попала. На эти слова она ответила: “А зачем вам это нужно?” Тогда я, обыскав ее карманы и взяв портфель и зонтик, предложил идти за мной. В дороге я ее спросил, чуя в ней лицо, покушавшееся на тов. Ленина: “Зачем вы стреляли в тов. Ленина?”, на что она ответила: “А зачем вам это нужно знать?”, что меня окончательно убедило в покушении этой женщины на тов. Ленина. Задержанную повели обратно на завод, где возмущенные рабочие едва не учинили над ней самосуд. Она закрыла лицо рукой, но ей сказали: “Нечего закрываться, умела стрелять, умей и людям в лицо смотреть”».
Активисты завода вызвали заводскую машину и доставили задержанную в Замоскворецкий военный комиссариат, где ее тщательно обыскали. В присутствии председателя Московского трибунала А. Дьяконова, комиссара Замоскворечья И. Косиора, комиссаров И. Пиотровского и С. Батулина,