Преступление было совершено поздно вечером в четверг в московском храме святого Фомы, настоятелем которого являлся отец Даниил. Неизвестный в маске вошел в церковь, где еще находились прихожане, и громко произнес имя священника. Батюшка направился к нему. Тогда мужчина выхватил пистолет с глушителем и выстрелил Даниилу в грудь и голову. К преступнику бросились люди, он выстрелил еще несколько раз. В результате тяжелое ранение получил регент храма.
Стрелявший скрылся. Свидетели утверждают, что это выходец с Кавказа. Отец Даниил скончался в карете скорой помощи по дороге в больницу. Священнику было 35 лет. У него остались жена и трое маленьких детей.
Преступник объявлен в розыск. Представитель МВД России Валерий Грибакин на специальном брифинге заявил, что в последнее время Даниилу Сысоеву неоднократно угрожали в связи с его миссионерской деятельностью и публичными дискуссиями с представителями других религий, в первую очередь ислама. Поэтому основная версия следствия — убийство на религиозной почве.