1972. szeptember 5-én hajnali négy óra után nem sokkal a Fekete Szeptember palesztin terrorszervezet tagjai átmásztak az olimpiai falu kerítésén. A sportolóknak öltözött nyolc terroristának gyanútlan amerikai atléták segítettek bejutni.

A gépfegyverekkel felszerelkezett terroristák az izraeli olimpiai csapat szállására mentek, és lelőtték Móse Weinberg edzőt és Joseph Romano súlyemelőt, akik megpróbálták útjukat állni. Ezt követően dulakodás kezdődött, és folytatódott a lövöldözés. A ház lakói közül kilenc sportolót túszul ejtettek, a többieknek sikerült a földszinti ablakokon kiugraniuk és elmenekülniük.

A túszejtők 232, izraeli börtönben lévő palesztin fogoly, valamint a német Andreas Baader és Ulrike Meinhof, továbbá a japán Kozo Okamoto terroristák szabadon bocsátását követelték, és erre reggel kilenc óráig adtak időt. Az izraeliek azonban egyértelműen visszautasították a tárgyalásokat.

Közben több olimpiai vezető, a város rendőrfőnöke és a német belügyminiszter is felajánlották magukat túsznak az izraeli sportolók szabadságáért cserébe. Az ajánlatot a palesztinok nem fogadták el.

A terroristák háromszor hosszabbították meg az ultimátumot, majd kijelentették, hogy a túszaikkal együtt Kairóba akarnak repülni. A hatóságok a terroristákat és a túszokat két helikopterrel szállították a közeli fürstenfeldbrucki katonai repülőtérre, ahol egy Boeing 727-ese várt rájuk.

A rendőrök és a túszejtők között a harc 45 percen keresztül tartott a repülőtéren. A lövöldözés egy órával később, már szeptember 6-án éjjel fél egykor újrakezdődött.

Azt a helikoptert, amelyben a túszok tartózkodtak, az egyik terrorista kézigránáttal felrobbantotta, a másik helikopterben lévő túszokat pedig az egyik életben maradt terrorista lőtte le.

Az akcióban mind a tizenegy túsz életét vesztette, de a tűzharcban öt arab támadó és egy német rendőr is meghalt, három terroristát pedig elfogtak.Hargitai András olimpiai bajnok úszó ötven méterre lakott az izraeli csapat szálláshelyétől.

2006-ban a Magyar Televízió Az Este című műsorában így emlékezett vissza az esetre: "azt hallottuk, hogy zajongás van faluban, mintha dobogást is lehetett volna hallani. Azt gondoltuk, hogy valakik pezsgőt nyitnak ki. Fájdalmas volt az, amikor elmentünk megnézni ezt a bizonyos házat, ahol mindez történt. Ha valaki életében egyszer egy olyan területen van, ahol valaki meghalt, annak a lelke még ott van. A fájdalmak, a félelmek, a tragédia ott van a falak között. Ezt megérezni egy rettenetes dolog."

A történtek ellenére az olimpiát folytatták, mondván a "show-nak folytatódnia kell". A merénylők közül egyedüliként a még mindig bujkáló Mohammed Odeh, a Fekete Szeptember vezetője van biztosan életben.

Az olimpián és az utána történtekről több könyv és film is született, közülük Kevin MacDonald Egy nap szeptemberben című dokumentumfilmje 2000-ben Oscar-díjat nyert. Legutóbb Steven Spielberg emlékezett meg a véres sporteseményről: München című filmjének nagy részét Budapesten forgatta.