Покушение организовала петербургская группа «Союза социалистов-революционеров максималистов», созданная в начале 1906 года. Столыпин вызывал ненависть у революционеров из-за жестокого подавления их движения. Организатором нападения был Михаил Соколов, известный под псевдонимами «Медведь», «Анатолий» и «Пётр Васильевич».

12 августа, в субботу, на казённой даче на Аптекарском острове в Санкт-Петербурге был приёмный день Столыпина. Приём начался в 14:00. Около 14:30 к даче подъехал экипаж, из которого вышли двое в жандармской форме с портфелями. В первой приёмной, встретившись с генералом А. Н. Замятниным, который вёл запись на приём, террористы бросили портфели к следующим дверям и побежали прочь. Прогремел мощный взрыв, в результате которого пострадали более 100 человек: 27 погибли на месте, 33 были тяжело ранены, многие скончались позже.

Среди пострадавших оказались двое детей Петра Аркадьевича, находившиеся на балконе: двенадцатилетняя дочь Наташа, у которой были сломаны обе ноги, и трёхлетний сын Аркадий. Сам Столыпин и посетители в кабинете получили ушибы, дверь была сорвана с петель.

После взрыва Столыпин сохранил самообладание и выдержку, что имело важное значение. По словам В. Н. Коковцова, это изменило отношение к нему не только в дворцовых кругах и среди петербургского общества, но и в Совете Министров, особенно в его окружении в Министерстве внутренних дел. Его положение у трона укрепилось.

1 сентября (19 августа) были введены военно-полевые суды для ускоренного рассмотрения дел террористов, что лишь усилило революционную борьбу.

На месте теракта был разбит цветник, а в 1908 году возведён гранитный обелиск по проекту архитектора Роберта Марфельда. Первый камень был заложен 12 августа 1907 года лично Петром Аркадьевичем Столыпиным. В 2006 году памятник был отреставрирован.