Стремление свое террорист осуществил 1 сентября 1911 года. В тот день он проник в Киевский оперный театр, где должна была состояться премьера оперы «Сказка о царе Салтане». На представлении присутствовал Столыпин, к убийству которого террорист долго и тщательно готовился.
В самом начале второго акта, подойдя к премьер-министру, Богров дважды выстрелил в него из револьвера. Интересно, что сам звук выстрелов услыхали немногие. В зале стоял общий шум, так что большинство присутствующих попросту не обратили внимание на негромкий треск. Однако стоявшие вблизи люди подняли крик, и через несколько мгновений внимание присутствующих сосредоточилось на Столыпине, в зале воцарилась тишина. Пострадавший как будто не сразу понял, что произошло. Он с удивлением рассматривал свой белый сюртук, который с правой стороны начинала заливать кровь из ран.
Богров же в это время пробирался к выходу из зала. Еще немного, и ему удалось бы беспрепятственно покинуть место преступления. И только в партере преступнику загородили проход. Один из зрителей кинулся на него, и это словно сняло оцепенение с присутствующих. Через несколько секунд к террористу сбежались не только молодые люди, но и старики. Богрова стали бить кулаками, шпагами и шашками. Вероятнее всего, судить вскоре было бы просто некого. Но в театр возвратился полковник Спиридович, пробился через толпу и объявил Богрова арестованным, тем самым предотвратив самосуд. Сам террорист к этому моменту имел весьма жалкий вид: одежда его была порвана, лицо в багрово-синих кровоподтеках, изо рта у него шла кровь.
Столыпина спешно перенесли в одну из комнат театра, чтобы иметь возможность осмотреть его и перевязать рану. Здесь выяснилось, что убийца был метким стрелком, а от мгновенной смерти премьера спасла случайность: первая пуля попала в крест Святого Владимира, раздробила его и ушла в сторону от сердца. Однако она все же пробила грудную клетку, разворотив плевру, грудобрюшную преграду и печень. Вторая пуля пронзила кисть левой руки.