歹徒挾持了4名人質後，由於教堂內部分民眾逃出報警，引來大批警察包圍封鎖。當警方試圖攻堅時，有3名人質被當作人肉盾牌，阻止警方進入教堂。遭到挾持的人質中，神父哈默爾在反抗時不幸被歹徒用刀殺害。後來持刀歹徒釋放其他人質、並跟在後面打算離開。此時包圍教堂的警方槍聲大作，兩名歹徒則在死前大喊「真主至大」（Allahu Akbar）。
Father Jacques Hamel: 'A good priest … who did his job to the very end' https://t.co/D35HlRfyEU
— The Guardian (@guardian) 2016年7月26日
遭到挾持的其中一名修女丹妮爾（Danielle）驚魂未定的說，兩名歹徒要求神父跪下，神父不從便遭到歹徒割喉。丹妮爾表示，歹徒還用在聖壇前用阿拉伯文禱告，並用攝影機錄下過程，她便趁機溜出教堂。
現場鑑識人員表示，歹徒除了殺害神父，還試圖割開另一名前往教堂禱告民眾的喉嚨，目前這名民眾仍在醫院和死神搏鬥。
根據法國媒體報導，兩名歹徒中，其中一人身著伊斯蘭教服裝，他們先衝入教堂中挾持5名人質，高喊「達伊沙（Daesh，阿拉伯縮語，即伊斯蘭國，具貶義）」，接著用刀子將神父割喉殺害。法國檢察官莫林斯（Francois Molins）表示，喪命歹徒之一的柯米契（Adel Kermiche）年僅19歲，過去曾因試圖前往敘利亞而兩度被捕，後來也一直都是警方監控的對象。這次犯案時，柯米契身上還掛著法國司法單位強制安裝的電子監控裝置。目前警方尚在調查另一名歹徒的身份。
根據BBC報導，柯米契曾在2015年3月試圖前往敘利亞，他的家人報警表示兒子失蹤，但柯米契後來在德國被捕，他當時拿的是哥哥的身分證明。後來柯米契被引渡回到法國受審，但他在2015年5月再度試圖前往敘利亞，並在土耳其被捕。這次被引渡回法國後，直到2016年3月才被釋放，但身上掛著電子監控裝置，以便警方追蹤。
目前還有一位在阿爾及利亞出生的17少年因本案被捕，據稱他是其中一名嫌犯的弟弟，而且也名列前往伊拉克與敘利亞者的通緝名單。
