Стоит сказать, что после Октябрьской революции партия эсеров встала в жесткую конфронтацию с захватившими власть большевиками. Последние выдавили эсеров из советов и иных органов управления. Эсеры же в ответ организовали вооруженную борьбу против большевистского правительства. Для совершения террористических атак на видных большевиков в структуре эсеровской партии был выделен центральный боевой отряд. Его возглавил активный участник эсеровского террористического движения Г. И. Семенов. Первой жертвой боевого отряда стал комиссар печати, пропаганды и агитации Володарский. 20 июня 1918 года он был убит выстрелом из пистолета, находившегося в руках боевика Никиты Сергеева. Следующей целью террористов стал председатель Совнаркома Ленин.
Каплан готовила это покушение одна, она даже демонстративно вышла из партии, чтобы не привлекать внимание к эсеровским соратникам. Браунинг ей мог передать Семенов, но в остальном Каплан рассчитывала только на себя. Она знала о расписании Ленина и о том, в какое время и куда он обязательно приедет. В тот злополучный день распорядок дел Ленина не изменился даже после получения из северной столицы новости об убийстве председателя Петроградской чрезвычайной комиссии М. С. Урицкого.
Утром 30 августа 1918 года в здании городского Наркомата внутренних дел на Дворцовой площади Урицкий был убит студентом Политехнического института Л. И. Каннегисером. Информацию об этом в Москве не учли: несмотря на уговоры, Ленин отправился на митинг рабочих, запланированный на вечер того же дня на заводе Михельсона.
Впоследствии личный водитель Ленина С. К. Гиль так вспоминал эту поездку:
Через несколько минут к водителю подошла женщина и поинтересовалась, приехал ли это Ленин. Следуя негласному правилу не разглашать имена и маршруты его пассажиров, Гиль ответил уклончиво:
«Направляясь к машине, Владимир Ильич оживленно разговаривал с рабочими. Они засыпали его вопросами, он приветливо и обстоятельно отвечал и, в свою очередь, задавал какие-то вопросы. Очень медленно подвигался он к автомобилю. В двух-трех шагах от машины Владимир Ильич остановился. Дверка была открыта кем-то из толпы.
Владимир Ильич разговаривал с двумя женщинами. Речь шла о провозе продуктов. Я хорошо расслышал его слова:
— Совершенно верно, есть много неправильных действий заградительных отрядов, но это все, безусловно, устранится.
Разговор этот длился две-три минуты. По бокам Владимира Ильича стояли еще две женщины, немного выдвинувшись вперед. Когда Владимир Ильич хотел сделать последние шаги к подножке машины, вдруг раздался выстрел.
Я в это время смотрел на Владимира Ильича. Моментально повернул я голову по направлению выстрела и увидел женщину — ту самую, которая час назад расспрашивала меня о Ленине. Она стояла с левой стороны машины, у переднего крыла, и целилась в грудь Владимира Ильича.
Раздался еще один выстрел. Я мгновенно застопорил мотор, выхватил из-за пояса наган и бросился к стрелявшей. Рука ее была вытянута, чтобы произвести следующий выстрел. Я направил дуло моего нагана ей в голову. Она заметила это, рука ее дрогнула, и в ту же секунду раздался третий выстрел. Третья пуля, как потом выяснилось, попала в плечо одной из стоявших там женщин.
Еще миг, и я бы выстрелил, но злодейка, стрелявшая в Ленина, кинула свой браунинг мне под ноги, быстро повернулась и бросилась в толпу по направлению к выходу. Кругом было много народу, и я не решился стрелять ей вдогонку: можно было убить кого-нибудь из рабочих.»
В суматохе схватить убегавшую женщину сразу не удалось. Толпа вылилась за пределы территории завода на Большую Серпуховскую улицу. По отдельным свидетельствам, за женщиной бежали дети и своими криками не позволили ей раствориться в толпе. Вскоре неподалеку на трамвайной остановке предполагаемую убийцу задержали. Помощник военного комиссара 5-й Московской Советской пехотной дивизии С. Н. Батулин так вспоминал момент задержания Каплан:
После выяснения личности Каплан доставили во Всероссийскую чрезвычайную комиссию (ВЧК), где в ходе допросов она призналась в покушении. В первом протоколе допроса от 30 августа 1918 года, от подписи в котором Каплан отказалась, зафиксировано:
«Я сегодня стреляла в Ленина. Я стреляла по собственному убеждению. Сколько раз я выстрелила — не помню. Из какого револьвера я стреляла, не скажу, я не хотела бы говорить подробности. Я не была знакома с теми женщинами, которые говорили с Лениным. Решение стрелять в Ленина у меня созрело давно. […] Стреляла в Ленина я потому, что считала его предателем революции и дальнейшее его существование подрывало веру в социализм. В чем это подрывание веры в социализм заключалось, объяснить не хочу. Я считаю себя социалисткой, сейчас ни к какой партии себя не отношу.»
Лишь в пятом протоколе допроса от 31 августа под признательными показаниями появилась подпись Каплан:
Эксперимент, инсценировавший ход событий преступления был проведен 2 сентября на месте покушения на территории завода Михельсона. В эксперименте были задействованы участники следственной группы: российско-эстонский революционер В. Э. Кингисепп и чекист, руководитель расстрела царской семьи Я. М. Юровский, который чуть больше месяца назад прибыл в Москву после событий в Ипатьевском доме Екатеринбурга. В инсценировке покушения Юровский вел фотодокументирование следственных действий, а Кингисепп изображал Фанни Каплан и делал описание сцен, получившихся на фотографиях. К следственному эксперименту также был привлечен непосредственный свидетель покушения — Гиль, водитель Ленина. В ходе эксперимента следователи проверили взаимное расположение основных действующих лиц покушения — Каплан, Ленина, женщины, с которой Ленин вел разговор, и водителя, — места обнаружения гильз, условия видимости и другие обстоятельства преступления.
Участь Каплан была очевидна. Несмотря на незаконченность следствия, ее расстреляли 3 сентября на территории Кремля. Свидетельство о последних днях жизни террористки оставил непосредственный исполнитель приказа — комендант Кремля П. Д. Мальков. Выполняя поручение, он привез Каплан из ВЧК в Кремль и поместил ее в подвальной комнате Большого дворца. Через два дня из ВЧК поступил расстрельный приказ, который решено было исполнить в тупике двора автобоевого отряда. Останки Каплан должны были быть уничтожены без следа. Во двор выгнали несколько автомобилей и, чтобы заглушить звуки выстрелов, запустили двигатели. Когда во двор завели Каплан, на звук моторов из квартиры над помещениями автобоевого отряда спустился советский поэт Демьян Бедный. На его глазах приказ привели в исполнение: