El tiroteo comenzó poco después de las 2:30 p. m. MDT (20:30 UTC) cuando un hombre armado ingresó al estacionamiento del supermercado y comenzó a disparar. Se encontró una "persona fallecida" en un vehículo; que estaba estacionado justo al lado del vehículo de Al-Issa, y un anciano fue encontrado en el estacionamiento disparado varias veces. Una familia en la fila esperando sus inyecciones de la vacuna COVID-19 en la farmacia de la tienda vio al hombre armado entrar a la tienda y dispararle a una mujer al frente de la fila, y procedieron a esconderse en un armario de abrigos hasta su rescate.^[3]​ Algunos clientes y empleados llegaron a un lugar seguro a través de una salida trasera en el supermercado. El incidente fue transmitido parcialmente en vivo por un testigo. Se encontró un rifle en posesión del sospechoso.^[2]​

Casi al mismo tiempo que comenzó el tiroteo, el Departamento de Policía de Boulder comenzó a recibir llamadas de "una posible persona con un rifle de patrulla" y disparos. Uno de los primeros oficiales en la escena fue el oficial Eric Talley, quien fue asesinado a tiros por el perpetrador. A las 2:34 p. m. un despachador de la policía de Boulder proporcionó una descripción inicial del perpetrador como "un hombre blanco". Los oficiales participaron en un tiroteo con el perpetrador a las 2:40 p. m. y los disparos continuaron hasta las 3:21 p. m. En un momento del tiroteo, Al-Issa recibió un disparo en la pierna. A las 3:28 p. m., Al-Issa fue detenido.

Los testigos en el lugar informaron haber escuchado entre diez y treinta disparos en rápida sucesión.

Se emitió una orden de refugio en el lugar en el área a las 4:18 p. m. y levantado a las 6:40 p. m..

Hasta quince agencias diferentes respondieron al incidente, incluido el SWAT del condado de Jefferson, el FBI, la Oficina de Alcohol, Tabaco, Armas de Fuego y Explosivos y los departamentos de policía locales. Se usó una camioneta con escalera del departamento de bomberos para llevar a un equipo SWAT al techo. Al menos tres helicópteros médicos fueron convocados a un área de preparación en la cercana escuela secundaria Fairview.

Las víctimas tenían entre 20 y 65 años de edad e incluían trabajadores del supermercado, un oficial de policía que se apresuraba al lugar y personas que estaban comprando un lunes por la tarde.^[4]​^[5]​

• Denny Stong, 20 años, trabajador de King Soopers.
• Neven Stanisic, 23 años, joven religioso, hijo de refugiados bosnios que escaparon de las guerras yugoslavas en los años noventa.
• Rikki Olds, 25 años, gerente de front-end en King Soopers.
• Tralona Bartkowiak, 49 años, copropietaria de una tienda de ropa en Boulder.
• Teri Leiker, 51 años, directora de la banda de marcha de la Universidad de Colorado.
• Eric Talley, 51 años, oficial de policía de Boulder.
• Suzanne Fountain, 59 años, actriz de teatro comunitario.
• Kevin Mahoney, 61 años, gestor e inversor de activos hoteleros.
• Lynn Murray, 62 años, jubilada, ex directora de fotografía de las revistas Glamour, Marie Claire y Cosmopolitan.
• Jody Waters, 65 años, trabajador y propietario de boutiques a lo largo de Pearl Street Mall de Boulder.