เหตุโจมตีเริ่มขึ้นจากกลุ่มมือปืนชาย 4 คนที่ปลอมตัวด้วยชุดผู้หญิงบุกไปยังรัฐสภา ยิงสังหารยามเสียชีวิต 1 คนและบาดเจ็บอีก 1 คน ขณะที่สมาชิกรัฐสภาอิหร่านยังคงประชุมตามปกติในช่วงที่เสียงปืนดังขึ้นทั่วอาคาร โดยมือปืนซุ่มยิงตามจุดต่างๆ บนหลังคา และในเวลาใกล้กัน คนร้าย 3 หรือ 4 คนได้บุกเข้าไปยังสุสานของอยาตอลเลาะห์ รูฮอลเลาะห์ โคไมนี ผู้ก่อตั้งสาธารณรัฐอิสลามอิหร่าน ที่อยู่ห่างจากรัฐสภาราว 20 กม.และยิงสังหารคนสวนเสียชีวิต 1 คน
เจ้าหน้าที่ระบุว่า ล่าสุดมีผู้เสียชีวิตรวมอย่างน้อย 12 คนและผู้บาดเจ็บ 39 คน โดยคนร้ายเสียชีวิตทั้งหมดในอีก 5 ชม.หลังเริ่มก่อเหตุ รวมทั้งคนร้ายสองคน ซึ่งหนึ่งในนี้เป็นผู้หญิง จุดระเบิดฆ่าตัวตายภายในสุสาน และคนร้ายอีกคนจุดระเบิด ฆ่าตัวตายที่ชั้น 4 ของอาคารรัฐสภา
ต่อมากลุ่มไอเอสได้โพสคลิปวิดิโออ้างว่าเป็นภาพถ่ายจากภายในรัฐสภา พร้อมกับประกาศว่าอยู่เบื้องหลังการโจมตี ซึ่งเป็นครั้งแรกที่ไอเอสก่อเหตุในอิหร่าน โดยก่อนหน้านี้ไอเอสเคยโพสคลิปภาษาเปอร์เซียเมื่อเดือนมี.ค. เตือนว่าจะยึดอิหร่านและเปลี่ยนชาติมุสลิมชีอะห์แห่งนี้ให้เป็นมุสลิมสุหนี่เหมือนในอดีต