В Манеже император в сопровождении великих князей и генерал-адъютантов в течение часа смотрел на развод караулов одного из гвардейских полков. Затем он заехал в находившийся рядом Михайловский замок к одной из своих двоюродных сестер попить чай и в начале третьего часа дня вышел из замка и сел в карету. По всему маршруту его движения вперемешку стояли городовые, народовольцы, приставы, дворники, околоточные надзиратели, царские охранники. По набережной Екатерининского канала от Инженерной улицы до моста через Мойку шли случайные прохожие, рабочие, подмастерья, мальчик-посыльный, солдаты. Гриневицкий, Рысаков и Емельянов в такой обстановке не могли стоять на месте с почти одинаковыми узелками-подарками и вынуждены были перемещаться по набережной, огражденной от воды железной решеткой, а от Михайловского сада – высокой каменной стеной. У них было всего несколько минут, прежде чем на них обратила бы внимание царская охрана. В начале третьего часа царская карета вынеслась от Михайловского замка на Инженерную улицу. Метель усилилась, и Софья Перовская не стала подносить белый платок к лицу, а просто отчаянно помахала им перед собой. Трое метальщиков увидели сигнал и приготовились бросать свои бомбы. До проезда царской кареты и саней охраны оставалась минута. Часы вдруг сложились в минуты, которые превратились в секунды, а секунды остановились.
На Инженерной улице царская карета и сани обогнали возвращавшихся после развода из Манежа моряков Восьмого флотского экипажа и повернули на набережную Екатерининского канала. Карета замедлила движение, а потом опять прибавила ход. Все прохожие на набережной остановились и сняли шапки. Царь проехал место, где должен был стоять Тимофей Михайлов. За несколько секунд карета проехала около ста метров от поворота на канал и в этот момент Николай Рысаков бросил свою бомбу под ноги скачущих рысью царских лошадей. Врыв раздался через две секунды чуть сзади кареты и полностью, вдребезги разнес еезаднюю стенку. Были тяжело ранены кучер на козлах, конвойный казак и проходивший мимо мальчик-посыльный. Кучер завалился на сидевшего рядом на козлах казака конвоя, и раненные и оглушенные лошади остановились. Рысаков уже бежал к Невскому проспекту с криком «Лови его! Держи!». Его сбил с ног прохожий, рабочий одного из петербургских заводов, сзади наконец догнал городовой и схватил Рысакова за ноги. На него навалились и заломили руки прибежавшие из саней сопровождения Кох и Кулебякин. С момента взрыва прошло около двух минут. Полковник Дворжицкий подбежал к покосившейся карете, из которой вылезал оглушенный и шатающийся Александр II. Дым и снег над местом взрыва рассеялись. Дворжицкий сказал, что покушавшийся схвачен и попросил царя тотчас пересесть в сани и ехать в Зимний дворец. Император ответил, что хочет видеть злоумышленника. Со всех сторон к месту взрыва бежали охранники, полицейские, моряки, офицеры, спрашивали, что с государем. Александр ответил: «Слава Богу, я уцелел, но вот – раненые». Рысаков, которого подняли на ноги и сам он, оглушенный и шатающийся, резко произнес: «Еще слава ли Богу?». Император спросил, кто он. Рысаков ответил: «Мещанин Глазов». Александр медленно произнес: «Хорош!». Несколько раз раненные, в крови, Дворжицкий, Кох и Клебякин при виде набежавшей толпы умоляли царя уехать. Император согласился и попросил провести его мимо места взрыва. Он пошел к саням по небольшому кругу мимо перекошенной кареты. Рядом с обломками задней стенки кареты у решетки канала стоял молодой студент петербургского университета без шапки, с каким-то красивым подарочным свертком в руках, перевязанным красивой тесьмой. Игнатий Гриневицкий не дал Александру II ни одного шанса. Царь на секунду остановился у воронки в перемерзшей земле глубиной и диаметром около метра. От решетки канала к нему в упор боком подошел студент, поднял вверх руки и с силой бросил оземь подарок. Через две секунды раздался оглушительный взрыв, все заволокло дымом и поднявшейся землей и снегом. Два десятка раненных лежали вокруг первой воронки. С момента поворота царской кареты на набережную Екатерининского канала прошло ровно пять минут.