Os agentes encontraram nove estojos no local do crime. A assessora de imprensa de Marielle que estava sentada ao seu lado no banco traseiro, foi atingida por estilhaços. Um vídeo obtido pelo GLOBO, feito por uma testemunha, mostra a assessora logo após sair do carro, em pé ao lado da porta traseira esquerda, minutos após o crime.
Policiais militares no local informaram que um carro teria emparelhado com o da vereadora, e os ocupantes abriram fogo, fugindo em seguida. A janela à direita no banco de trás, onde estava Marielle, ficou completamente destruída. A maior parte dos tiros atingiu a cabeça da vereadora. O crime aconteceu na esquina das ruas Joaquim Palhares e João Paulo.