Han skjøt og drepte Lennon utenfor hans hjem i Dakota-bygningen i New York 8. desember 1980. Tidligere samme dag hadde Lennon, sammen med sin sønn Sean, signert LP-platen for den tidligere fanatiske tilhengeren. Chapman ventet på Lennon i flere timer foran Dakota-bygningen, før han ankom boligkomplekset. Da Lennon steg ut av sin limousin og gikk mot leilighetskomplekset, avfyrte Chapman fem skudd, hvorav fire traff Lennon i ryggen. Yoko Ono, Lennons kone, hadde sekunder før gått inn i Dakota-bygget, og ble ikke truffet av skuddene. Lennon klarte å ta seg opp seks trappetrinn før han uttalte «I'm shot» til dørvakten. John Lennon ble erklært død 15 minutter etter han ankom sykehuset.