পরিকল্পনা অনুযায়ী, তিনি ১ হাজার ৩০০ টাকায় একটি বোরকা ও দুটি ধারালো ছুরি কিনে নাটোরে ফিরে আসেন। ৩১ আগস্ট সন্ধ্যা ৭টার দিকে বোরকা পরে হাসপাতালের তৃতীয় তলায় ডা. আমিরুল ইসলামের কক্ষের সামনে অবস্থান নেন। কক্ষে ডাক্তার উপস্থিত থাকায় তিনি সিঁড়িতে লুকিয়ে থাকেন এবং পরে সুযোগ বুঝে কক্ষে ঢুকে খাটের নিচে আত্মগোপন করেন।

রাত ১টার দিকে ডা. আমিরুল ইসলাম প্রতিদিনের মতো ঘুমের ওষুধসহ অন্যান্য ওষুধ সেবন করে ঘুমিয়ে পড়েন। এরপর ভোর ৪টার দিকে ঘুমন্ত অবস্থায় তার ওপর ঝাঁপিয়ে পড়ে ধারালো ছুরি দিয়ে নৃশংসভাবে গলা কেটে হত্যা করেন আসাদ। ভোর সোয়া ৬টার দিকে ক্লিনিক থেকে বের হয়ে যাওয়ার সময় সিংড়ার আইসিটি প্রশিক্ষণ কেন্দ্র এলাকায় নদীতে বোরকাটি এবং নন্দীগ্রাম এলাকায় দুটি ছুরি ফেলে দেন।পুলিশ পরবর্তীতে অভিযান চালিয়ে আসাদকে গ্রেপ্তার করে। তার স্বীকারোক্তি অনুযায়ী হত্যার কাজে ব্যবহৃত অস্ত্র উদ্ধার করা হয়েছে।
পুলিশ সুপার মোহাম্মদ আমজাদ হোসাইন জানান, আসাদ দীর্ঘদিন ডা. আমিরুল ইসলামের ব্যক্তিগত সহকারী হিসেবে কাজ করায় তার চলাফেরা, রুটিন এবং অভ্যাস সম্পর্কে বিস্তারিত জানতেন। নারী স্টাফের সঙ্গে সম্পর্ক নিয়ে তৈরি হওয়া ব্যক্তিগত দ্বন্দ্ব ও ক্ষোভ থেকেই এই হত্যাকাণ্ড সংঘটিত হয়েছে। আসাদ আদালতে স্বীকারোক্তি দিতেও রাজি হয়েছে।
সোমবার (১ সেপ্টেম্বর) দুপুরে নাটোর শহরের মাদ্রাসা মোড় এলাকায় জনসেবা ক্লিনিকের নিজ কক্ষ থেকে ডা. এএইচএম আমিরুল ইসলামের গলাকাটা মরদেহ উদ্ধার করে পুলিশ। এ ঘটনায় নিহত চিকিৎসকের স্ত্রী বাদী হয়ে মামলা দায়ের করেন।