2人は昼食の提供が始まる数分前にカフェテリアに入り、2つのダッフルバッグを置いた。いずれの鞄に入っていた20ポンド（9kg）のプロパン爆弾は、11時17分に爆発するよう設定されていた。2人がカフェテリアに入ったとき、ちょうど管理者が防犯カメラのビデオテープを巻き戻して新しいテープに交換していたため、爆弾設置の瞬間は録画されなかった。

2人はカフェテリアで爆弾を炸裂させ、そこから逃げてきた人たちを銃撃する計画を立てていた。爆弾は、カフェテリアの全てを破壊し、2階の図書館を崩壊させるのに十分な威力を持っていたはずであった。2人は爆弾の炸裂を待つために各々の車に戻った。

しかし、カフェテリアに置かれた爆弾は爆発しなかった。2人はハリスの車の近くに集まり、弾薬や爆弾の詰まったダッフルバッグを持った。ハリスの鞄には、ソードオフに改造されたサヴェージ・スプリングフィールド67Hポンプアクション式散弾銃、ハイポイント995 9mmセミオートカービンが入っており、またクレボルドの鞄には、9mm半自動拳銃イントラテック TEC-DC9、スティーブンス311D水平二連短銃身散弾銃が入っていた。2人は武装してカフェテリアに向かい、敷地内で最も高い位置にある西側入口階段の上に到着した。この地点から見て、カフェテリアの横側入口は、階段の下方にあった。学校の主な西側入口は2人の左側にあり、運動場は右側に位置した。
乱射発生

11時19分、事件の目撃者は、ハリスの「ゴー! ゴー!」という叫び声を聞いた。その瞬間、2人は散弾銃を引き抜き、丘に座って昼食をとっていたレイチェル・スコット（en:Rachel Scott）とリチャード・カスタルドに向かって銃を発射した。スコットは4発撃たれて即死、カスタルドは8発撃たれて重傷を負った。ハリスとクレボルドのどちらが先に発砲し、どちらがスコットを射殺したかは不明である。

続いて、ハリスは、トレンチコートを脱ぎ、カービンを西階段の下側に向けた。ダニエル・ロアボーとショーン・グレーヴス、ランス・カークリンは、ちょうど西階段を上り始めていた。カークリンは2人が突然銃撃するのを目撃し、ロアボーはグレーヴスに倒れ込み、グレーヴスは脚に被弾した。その後、2人はロアボーとグレーヴスを横切りカークリンに銃を向けたが、向きを変えて学校遠方の南側に銃撃を始めた。学校の西入口の反対側の小丘には、5名の生徒が座っていた。銃撃を受けたマイケル・ジョンソンは逃走し、生還を果たした。マーク・テーラーは、銃撃を受け地面に倒れ込んだが、死んだふりをした。他の3名は、無傷で逃げ切った。

2人の銃撃中、グレーヴスは足を引きずりながらカフェテリアの補助入口へ階段を下り、ドアの前で倒れ込んだ。クレボルドはカフェテリアへ向かう階段を下りると、再びカークリンを撃ち重傷を負わせた。階段を降りたロアボーは、伝えられるところによれば、内側に逃げようとする他の生徒のためにカフェテリアの扉を固定しようとした。クレボルドはロアボーのそばまで歩き、至近距離から頭を撃った。

そのまま階段を下りたクレボルドは、負傷してカフェテリア入口で倒れていたグレーヴスを跨いで中に入った。おそらくクレボルドは、爆弾が不発に終った理由を確かめようとしたのだと推測される。クレボルドがカフェテリアに入ると同時に、ハリスは銃を階段の下に向け、カフェテリアの入口近くに座る数名の生徒を銃撃し、逃げようとしたアン・マリーホフタルターを負傷させた。数秒後、クレボルドは上でハリスと会うために階段を上った。

敷地内で騒動を見ていた教員のパッティ・ネルソンは、学生のブライアン・アンダーソンと西側入口へ向かった。ハリスとクレボルドを見たネルソンは、彼らがビデオを撮っているか悪ふざけをしていると思い、外に出て彼らを制止しようとした。アンダーソンが外に出ようと一つ目の両開きの扉を開こうとしたので、ハリスとクレボルドは窓ガラスを撃った。アンダーソンは、飛び散ったガラスで負傷、同じくネルソンは破片によって肩を負傷した。ネルソンは、恐怖に怯えながらも素早く立ち上がって図書館に入り、中にいる学生に、机の下に伏せて音を立てずにいるように指示した。続いて電話で警察を呼び、自分も図書館のカウンターの下に隠れた。アンダーソンは、内外の扉の間に残された。
保安官との銃撃戦

一方で11時24分には、学校に配属されていたニール・ガードナー保安官補が到着し、負傷したアンダーソンからハリスとクレボルドの気を逸らすため発砲した。アンダーソンはよろめきながらも、図書館に駆け込み、職員休憩室に入って事態が終わるまでそこに残った。ハリスはガードナーに10発発砲した。ガードナーは4発発砲したものの圧倒されて後退、コード33（緊急支援要請）を無線で連絡した。

ハリスとクレボルドはその隙に校舎に走った。2人は北通路を下って進みながら出会う生徒に発砲し、爆弾を投げた。その間、1人の生徒は通りの向こうの家にたどり着くことができた。2人はそれから学校の東側入口のガラスに向け発砲した。しばらくして彼らは図書館通路へ向け西側入口の方へ戻った。彼らはホールを通り抜ける間、出会う生徒に向け無差別に発砲を繰り返した（しかし負傷者は出なかった）。

その直前、ウィリアム・サンダーズ監督は、学生たちと2階への階段を通ってカフェテリアから避難した。階段は、中央南通路内の図書館通路から角を曲がった所にあった。彼らが角を曲がって図書館通路を降りていたとき、ハリスとクレボルドが北通路から角を曲がって来るのが見えた。ハリスとクレボルドは素早く振り返ると角を曲がって来て一団に発砲した。南通路に来ていたサンダーズは胸に被弾した。被弾しなかった学生たちは第1科学室へと走り、中の教師に警告した。サンダーズはなんとか第3科学室に入り、2人の生徒から応急処置を受けた。

教員のテレサ・ミラーは外部へ連絡を取ろうとしたが、何度掛けても警察は応答しなかった。サンダーズに応急処置を行った1人のアーロン・ハーンシーは、理科実験室で実験を行っていたところ、教師から「応急処置が出来る生徒はいないか!?」という呼びかけに応じ、背後で爆発音や銃声を聞きながら教室を移動した。その時にサンダーズは自身が撃たれた事を把握しており、意識も明瞭だった。ハーンシーは、サンダーズの意識が落ちないようにサンダーズの財布に入っていた家族写真を見せながら話す事で意識を繋いでいた。ハーンシーは「病院に搬送され手術や治療をすれば助かると思っていた」と語ったが、救助が遅れたことでサンダーズは午後3時頃に死亡した。
図書館の惨劇図書室の配置図と事件の犠牲者の遺体が見つかった場所

ハリスとクレボルドが銃撃を続けている間、ネルソンは救急隊に電話をかけ、自分が知る限りの状況を説明しながら学生を机の下に隠れさせようとしていた。記録によると、午前11時25分05秒に911のオペレーターがネルソンの電話を受けている。ハリスとクレボルドが図書館に入ってきたのはその4分10秒後だった。ハリスとクレボルドは図書館に入る前に南通路で2つのパイプ爆弾を階段からカフェテリアに投げ入れ、いずれも爆発した（その爆破の映像は監視カメラの記録に収められている）。彼らは爆弾をもう一つ図書館通路に放り込み、ロッカーの一部を破壊した。11時29分、2人は図書館に侵入した。中には52人の生徒、2人の教員、2人の図書館職員が隠れていた。

ハリスは図書館に入ると受付の反対側から本棚を撃った。この銃撃で本棚に隣接している複合機の下で隠れていた生徒エヴァン・トッドが負傷した。ハリスは「起きろ！」と大声で叫んだ。その声はネルソンがかけていた電話の記録（11:29:18）に残るほど大きかった。職員休憩室に隠れていた職員と生徒は、彼らが「白い帽子か野球帽をかぶっている奴は全員立て！」「ジョックは全員立て！ 俺たちは白い帽子の奴を捕まえる！」などと言うのを聞いていた（同校では運動部員は白い帽子をかぶる伝統があった）が、誰も立ち上がらなかった、ハリスの「いいだろう、どっちにしろ撃つぞ！」と言う声が聞こえると、2人は図書館の反対側へ進んだ。トッドは受付の下に隠れてやり過ごした。カイル・ベラスケスは、コンピュータが置かれた北の（または上の）列の机の下に体を丸くして隠れていた。彼は机の下から動かなかった。クレボルドは最初の頭を後ろから撃ってベラスケスを殺害した。二人はコンピュータ席の南列で自分たちのダッフルバッグから弾薬を取り出し、銃に再装填を始めた。彼らは外側の階段に面している窓へ歩いて行くと、生徒を避難させている警察に警告を与えるため、窓越しに発砲した。これに対して警察も応戦した。

数秒後にクレボルドは窓に背を向け、近くの机に隠れていたパトリック・アイルランド、ダニエル・スティプレトン、マカイ・ホールに発砲した。彼らを負傷させた後、クレボルドは着ていたトレンチコートを脱いだ。ハリスは自分の散弾銃を持つと、コンピュータ受付の下の列まで歩き、最初の机の下に誰がそこに隠れているか確認せずに銃を向け、発砲した。この銃撃でその場所に隠れていたスティーブン・カーナウが死亡した。カーナウはこの銃撃で死亡した中で最も若い14歳だった。ハリスは続けてコンピューター受付の下に発砲し、ケイシー・ルーゲスガーを負傷させた。ルーゲスガーは右腕に3発銃撃を受けた（ルーゲスガーは事件の後の取材で撃たれた瞬間自分の腕ではないような感覚だったと話している）。弾丸は左首筋を横切った。

さらにハリスは南のコンピュータ列の向かいの机まで歩き、キャシー・バーナルを脅して跪かせると、頭部を撃って射殺した。この直前にハリスは頭の上で手を2回叩き、「（かくれんぼのように）見ぃつけた」（"peek-a-boo"）と言ったとされている。

ハリスはそれから次の机に向かい、学生のブレー・パスクァーレ（十分な場所がなかったので、彼女は隠れられなかった）のいる机の隣に座った。ハリスは「死にたくないか」と彼女に尋ねた。ハリスがパスクァーレをなじる間にパトリック・アイルランドは彼の近くにいた2人の負傷者（ダニエル・スティプレトン、マカイ・ホール）のうちの1人に応急手当を与え始めた。これを見たクレボルドは彼の頭に2発と足に1発発砲し、アイルランドの靴を吹き飛ばした。アイルランドは意識を失ったが奇跡的に生き残ることが出来た。

クレボルドは机の下に隠れているアイゼア・ショールズ、マシュー・ケッター、クレイグ・スコット（3人とも学校の人気のスポーツ選手で、クレイグはレイチェル・スコットの弟）を発見、ハリスを呼び出してショールズを引き出そうとした。ハリスはパスクァーレから離れ、クレボルドと合流した。2人は数秒間ショールズを罵った（クレボルドは人種差別発言をしていたという）。直後にハリスはショールズを、クレボルドはケッターにそれぞれ発砲し、2人を射殺した。スコットは死んだふりをして無事にやり過ごした。ハリスは二酸化炭素爆弾をホール、スティプレトン、アイルランドがいる机の方に投げた。ホールが爆弾を拾って遠くに投げたため、爆発で誰も負傷することはなかった。

続いてハリスとクレボルドは図書館の本棚と机の周りを歩きながら多方向に発砲した。クレボルドの銃撃でマーク・キントジェンが負傷、更にクレボルドは机の下に隠れていたリサ・クローツ、ヴァレーン・シェナー、ローレン・タウンゼンドに発砲。クローツとシェナーを負傷させ、タウンゼンドを射殺した。

一方、ハリスは2人の女子生徒が隠れていた机を覗き込み、「哀れだな」と述べた。ハリスとクレボルドは空いた机へ行き、再び銃弾の再装填を行った。そこで負傷していたヴァレーン・シェナーが「ああ、神さま！ 私をお助けください」と叫んだ。クレボルドはシェナーの方へ行くと、彼女に神の存在を信じるかどうか尋ねた。彼女は答えに詰まり、一旦は否定したがすぐに同意した。クレボルドが理由を尋ねると、シェナーは自分の家族が信じているものであるからと言った。クレボルドはシェナーを罵ってその場から離れた。この現場を目撃していた人々から、このやり取りをしたのはシェナーではなく、前述の死亡したキャシー・バーナルではないかという情報も出ていた。そのため、事件後に議論を呼ぶこととなった。

ハリスは別の机の下にカービン銃で2度発砲、ニコル・ノーレンとジョン・トムリンを負傷させた。外へ這い出ようとしたトムリンはクレボルドに蹴られた。ハリスがトムリンを罵った直後、クレボルドはトムリンに向け連続で発砲し、射殺した。ハリスはタウンゼントの死体が倒れている机の向こう側に歩いて戻り、隠れていたケリー・フレミングを射殺した。ハリスは再びクローツと死亡しているタウンゼンドの方に撃ち、近くにいたジェアナ・パークを負傷させた。

11時37分頃、ハリスとクレボルドは図書館の中心へ移り、銃弾の再装填を行った。クレボルドは近くにいた学生に名前を尋ねた。その学生はクレボルドの顔見知りであるジョン・サヴェージだった。サヴェージがいったい何をしているのか尋ねると、クレボルドは「ああ、ただの人殺しだ」と答えた。自分も殺すのかとサヴェージに問われたクレボルドは戸惑った後、サヴェージに図書館から出るよう指示した。サヴェージは図書館の入口から無事に脱出した。サヴェージが去ったあと、ハリスはカービン銃で近くにいたダニエル・モーゼルの顔面を至近距離から撃ち、殺害した後に移動、生徒たちが隠れていそうな北の方向の机にむけて銃を連射した。この銃撃でジェニファー・ドイルとオースティン・ユーバンクス[注釈 1]が負傷、コーレイ・デポーターが致命傷を受け、後に死亡した。

2人はそれから机から立ち去り、図書館の受付に向かった。図書館の南西の端へハリスが投げた火炎瓶は炸裂しなかった。受付にまわる途中で、2人は先の銃撃で負傷していたエヴァン・トッドを見つけた。2人はトッドに『お前はジョックか？』と聞いた。トッドは『いいや』と答えた（トッドはアメリカンフットボール部員だったが咄嗟に嘘をついた）。ハリスに『死にたいか』と尋ねられたトッドは『君たちはこれまで問題を起こしたことはないだろ？』と云った。それを聞くと2人は去って行った。クレボルドは職員休憩室の方へ発砲し、小型テレビを破壊した。ハリスは、椅子を受付のパソコンの上部の上に置くと、11時42分頃に図書館から出て行き、殺戮を終えた。