Каплан готовила это покушение одна, она даже демонстративно вышла из партии, чтобы не привлекать внимание к эсеровским соратникам. Браунинг ей мог передать Семенов, но в остальном Каплан рассчитывала только на себя. Она знала о расписании Ленина и о том, в какое время и куда он обязательно приедет. В тот злополучный день распорядок дел Ленина не изменился даже после получения из северной столицы новости об убийстве председателя Петроградской чрезвычайной комиссии М. С. Урицкого.
Утром 30 августа 1918 года в здании городского Наркомата внутренних дел на Дворцовой площади Урицкий был убит студентом Политехнического института Л. И. Каннегисером. Информацию об этом в Москве не учли: несмотря на уговоры, Ленин отправился на митинг рабочих, запланированный на вечер того же дня на заводе Михельсона.
Впоследствии личный водитель Ленина С. К. Гиль так вспоминал эту поездку:
Через несколько минут к водителю подошла женщина и поинтересовалась, приехал ли это Ленин. Следуя негласному правилу не разглашать имена и маршруты его пассажиров, Гиль ответил уклончиво:
«Направляясь к машине, Владимир Ильич оживленно разговаривал с рабочими. Они засыпали его вопросами, он приветливо и обстоятельно отвечал и, в свою очередь, задавал какие-то вопросы. Очень медленно подвигался он к автомобилю. В двух-трех шагах от машины Владимир Ильич остановился. Дверка была открыта кем-то из толпы.
Владимир Ильич разговаривал с двумя женщинами. Речь шла о провозе продуктов. Я хорошо расслышал его слова:
— Совершенно верно, есть много неправильных действий заградительных отрядов, но это все, безусловно, устранится.
Разговор этот длился две-три минуты. По бокам Владимира Ильича стояли еще две женщины, немного выдвинувшись вперед. Когда Владимир Ильич хотел сделать последние шаги к подножке машины, вдруг раздался выстрел.
Я в это время смотрел на Владимира Ильича. 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. Я мгновенно застопорил мотор, выхватил из-за пояса наган и бросился к стрелявшей. Рука ее была вытянута, чтобы произвести следующий выстрел. Я направил дуло моего нагана ей в голову. Она заметила это, рука ее дрогнула, и в ту же секунду раздался третий выстрел. Третья пуля, как потом выяснилось, попала в плечо одной из стоявших там женщин.
Еще миг, и я бы выстрелил, но злодейка, стрелявшая в Ленина, кинула свой браунинг мне под ноги, быстро повернулась и бросилась в толпу по направлению к выходу. Кругом было много народу, и я не решился стрелять ей вдогонку: можно было убить кого-нибудь из рабочих.»