JFK ustrijeljen je dvama hicima iz snajperske puške tijekom posjeta gradu Dallasu, dok je u predsjedničkoj povorci u limuzini bez krova prolazio Dealey Plazom. Postoji nekoliko snimaka šokantnog događaja, a najjasniju je načinio građanin Abraham Zapruder. Tih 26,6 sekundi koje je snimio Zapruder prvi put je emitirano na američkoj televiziji tek 12 godina kasnije.

Za ubojstvo je osumnjičen 24-godišnji Lee Harvey Oswald, bivši američki marinac sklon radikalnim ljevičarskim idejama koji je u vremenima Hladnog rata emigrirao u Sovjetski Savez (prema nekim tvrdnjama, postao je sovjetski špijun), da bi se zatim vratio u SAD. No oko te verzije postoji toliko sumnjivosti da su teorije zavjere širih razmjera probujale s godinama, pa su nakon dvije istrage i danas mnogi uvjereni da su u atentatu na Kennedyja sudjelovale tajne službe. Oswaldovu verziju javnost nije čula jer je smrtno ranjen pucnjem u trbuh odmah po izvođenju iz policijske stanice, nakon saslušanja. Počinitelj je bio Jack Ruby, vlasnik noćnog kluba u Dallasu koji je tvrdio da je Oswalda upucao u stanju psihičkog rastrojstva nakon umorstva predsjednika. Ruby je umro od raka pluća 1967. godine, čekajući ponovoljeno suđenje.

Među mogućim krugovima umiješanim u atentat spominju se i kubanska vlada, zatim talijanska mafija u SAD-u, lokalni biznismeni itd. Istrage su često bile na tragu, jer su neki od sumnjivaca izvršili samoubojstvo prije nego što su izvedeni pred sud.