El atentado fue organizado por el grupo de San Petersburgo "Unión de Socialistas-Revolucionarios Maximalistas", creado a principios de 1906. Stolypin despertaba el odio de los revolucionarios debido a la dura represión de su movimiento. El organizador del ataque fue Mijaíl Sokolov, conocido por los seudónimos "El Oso", "Anatoli" y "Petr Vasílievich".

El 12 de agosto, un sábado, en la dacha estatal en la isla Aptekarsky de San Petersburgo, se celebró el día de recepción de Stolypin. La recepción comenzó a las 14:00. Alrededor de las 14:30, un carruaje se detuvo frente a la dacha, del cual salieron dos hombres con uniforme de gendarme y maletines. En la primera sala de recepción, al encontrarse con el general A. N. Zamiátin, quien llevaba el registro de la recepción, los terroristas arrojaron los maletines hacia las siguientes puertas y huyeron. Se escuchó una poderosa explosión, como resultado de la cual más de 100 personas resultaron heridas: 27 murieron en el acto, 33 fueron gravemente heridas, y muchas fallecieron más tarde.

Entre los heridos estaban dos hijos de Petr Arkadievich, que se encontraban en el balcón: su hija de doce años, Natasha, que tenía ambas piernas rotas, y su hijo de tres años, Arkadi. El propio Stolypin y los visitantes en la oficina sufrieron contusiones, la puerta fue arrancada de sus bisagras.

Después de la explosión, Stolypin mantuvo la calma y la compostura, lo que fue de gran importancia. Según V. N. Kokovtsov, esto cambió la percepción de él no solo en los círculos palaciegos y entre la sociedad de San Petersburgo, sino también en el Consejo de Ministros, especialmente entre su entorno en el Ministerio del Interior. Su posición ante el trono se fortaleció.

El 1 de septiembre (19 de agosto) se establecieron tribunales militares de campo para el rápido procesamiento de los casos de los terroristas, lo que solo intensificó la lucha revolucionaria.

En el lugar del atentado se plantó un jardín de flores, y en 1908 se erigió un obelisco de granito diseñado por el arquitecto Robert Marfeld. La primera piedra fue colocada el 12 de agosto de 1907 por el propio Petr Arkadievich Stolypin. En 2006, el monumento fue restaurado.