実は杵築藩江戸留守居役・奥津某という者が、藩邸から事件の一部始終を目撃していた（のち杵築藩は、乱闘をただ傍観していただけとされ、藩主が出仕差控の処分を受けている）。彼によると襲撃事件は、わずかの間の出来事だったらしく、談話記録に「時計三分許(ばか)りにて至而(いたって)早く相済」とある。経過は以下の通りだ。

　井伊大老の行列の先頭が堀沿いの道を左折して(写真１及び地図２参照)桜田門に通じる短い橋の方へ向かい始めたころ、辻番所のかげから、一人の侍があたかも訴えがあるかのごとく行列の先頭に近付き、供頭の侍をいきなり切りつけた。切りつけた方の侍は、森五六郎容疑者(23歳)で、剣術に秀で気性も激しく先鋒にふさわしいとされたようだ。行列の先頭で騒ぎが発生したため、大老を乗せた駕籠周辺の護衛者たちの大半が前方へ移動した。その直後に一発の銃声がとどろき、それを合図に堀端と塀側にいた襲撃者たちが一斉に行列に向かって突進した。入り乱れての乱闘が始まり、中には同士討ちをしている者もいた。杵築藩奥津某は、斬り合いの様子を「真剣ハ程隔て(一定の間隔を置いて)せり合由(よし)　昔より聞及候へども　左(そうで)はなく刀半又は鍔元際(つばもとぎわ)に而(て)せり合候」と書き、時代劇のような美しい殺陣のイメージではなく、まさしく死に物狂いの鍔ぜり合いといった様相だった。そのため、血が飛び散った雪の上には、死体や刃こぼれがしたり曲がった刀、雨合羽などとともに、切り落とされた指・耳・鼻なども散乱していた。彦根藩は、事件直後に藩士らを動員して、1時間以内に、血で汚れた土も含めこれらすべてを藩邸内に運びこんだため、現場検証はできなかった。土は4斗樽4個にも及んだという。

　さて肝心の大老の帰趨であるが、このような乱闘の最中、襲撃側のうち現場で唯一死亡した元水戸藩藩士・稲田重蔵容疑者（47歳）が井伊大老の駕籠に体当たりをして刀を突き刺した。稲田は一人だけいた護衛の侍(小河原秀之丞　30歳)に斬り伏せられた。しかし小河原秀之丞は、逆に襲撃者たちに前後左右から斬られた。そしてこの時点で、大老の駕籠を守護する者はだれもいなくなった。そこで、襲撃者の中で唯一の元薩摩藩士・有村次左衛門容疑者(22歳)が駕籠の扉を開けた。すると大老は頭を垂れ、うつ伏せ状態になっていた。のちの彦根藩の検死によると、発射された銃弾(元水戸藩士黒澤忠三郎容疑者＜31歳＞が発射したとされる)は、実は駕籠に乗っている大老に命中し、太ももから腰にかけて貫通していたことがわかった。この貫通銃創と、稲田の体当たりで大老は瀕死の重傷を負い、身動きが取れなくなったと思われる。有村容疑者は大老の髻（もとどり）をつかみ、駕籠から引きずり出した。首を切り落とそうとしたが、駕籠の屋根が邪魔になって斬ることができなかったため、刀を大老の首にあてて引き切った。そして髪が顔をおおった首を刀の先に突き刺して、それを高く掲げながら大音声の叫びをあげた。杵築藩・奥津某は、それが薩摩弁だったからか、「井伊掃部」とまでは聞こえたが、あとはよくわからなかったと書き残している。この有村容疑者の声を聞き、襲撃者たちは口々に異様な声を発しながら刀を上下に振りかざした。その後襲撃者たちは、誰かがあげた号令の声に従って、よろめきながら日比谷堀方面へと退散し始めた。先に斬られ深傷を負った彦根藩小姓・小河原秀之丞が立ち上がり、主君の首を持ち去ろうとしていた彼らを、これもよろめきながら追っていった。杵築藩留守居役はこの姿に「愁傷之有様見るにしのびず」と記した。やがて小河原秀之丞は有村容疑者に追いつき、背後から肩に太刀を振り下ろした。このため、有村容疑者は前のめりに倒れた。小河原は、駆けつけた襲撃者たちに斬りつけられ動かなくなった。

　襲撃者たちは、事前の盟約で「負傷スル者ハ自殺、又ハ閣老ニ至テ自訴ス。其余ハ皆京ニ微行スベシ」と誓っていた。そのため有村容疑者は大老の首を抱えてよろめきながらも、和田倉門前を通り過ぎ辰の口にある若年寄遠藤但馬守胤統(近江三上藩主)の屋敷門前にへたり込んだ。首を傍らの石の上に置き、取り次ぎを頼んだが、怖がってだれも出てこず、喉を突いて死のうとした。しかし死に切れず、やがて但馬守の家人が、戸板に有村容疑者と大老の首を載せ、辻番所まで運んだ。そしてそこで間もなく有村容疑者は息絶えた。桜田門から但馬守の屋敷までの距離が、およそ1．5kｍ。遠藤家の記録によると、有村容疑者の傷は、咽喉の刺傷、右手甲に10ｃｍ余りの傷、左手人差指切断、左目上下約10ｃｍの傷、後頭部から背中にかけての長さ12cm余りの傷があったという。咽喉の刺傷を除いても、このような状態で1．5kｍを移動したところからすると、よほどの決意と精神力がうかがえる。このほか、乱闘で重症を負い、現場から立ち退いた後自害した者が3名、老中などに自訴した者が8名いた。そして、この8名は、5名が斬罪、3名が傷などのため死亡。前述の通り、乱闘の中で一人殺害されているので、残った5名が逃亡。内、現場指揮官とも言うべき関鉄之助ら2人が捕縛され斬罪。1人が自刃、2人は明治まで生き残った。

　一方、主君の首級を取られた彦根藩では、悲痛な叫びの中で、水戸藩へ復讐を遂げるべく討ち入りの声が上がったが、騒乱を危惧した幕閣と、お家断絶をおそれた藩首脳の説得で、かろうじて事態は収まった。幕閣は、彦根藩存続のため、大老の死亡を隠し負傷しただけとして、時間稼ぎをしながら彦根藩に跡目相続の手続きを指示した。井伊直弼の死は、折を見て公表することにした。そしてまず、彦根藩は、井伊直弼の名で、事件の報告書を幕府に届け出た。しかし、気がかりは、奪われた大老の首の行方だった。

　彦根藩邸の探索で、主君の首は若年寄遠藤但馬守の屋敷にあることがわかった。しかし、表向き、主君は「療養中」ということになっているため、首の返還を求めるわけにはいかなかった。そこで、乱闘の中で即死した彦根藩御供方騎馬徒(かち)・加田九郎太が年齢が近いということで、加田の首としてもらい受けた。遠藤家の要請で、彦根藩家臣は、「井伊掃部頭徒先供加田九郎太首級」の受取り証文を渡した。主君の首の額には2カ所の太刀傷と頭部に2カ所の斬り傷があった。首を受け取った彦根藩家臣は、持参した白絹の布に包んだが、人目をはばかって、上等な飯櫃を買ってこさせ、その中に入れて彦根藩邸まで運んだ。藩邸では、首がぬぐい清められ、藩医の岡島玄達によって胴体に縫い合わされた。一方、「療養中」の大老に対して、各方面からお見舞いの品が続々寄せられた。将軍家茂からは、氷砂糖一壺、鮮魚一折が、幕府からは朝鮮人参15斤がそれぞれ届いた。イギリス公使オールコックからは公使館付外科医を派遣するという申し出があったが、もちろん丁寧にこれを辞退した。