Vào sáng thứ Năm, người đàn ông đã đi vào tầng một của tòa nhà ba tầng, là trụ sở của xưởng phim hoạt hình Kyoto Animation, ông ta thét lớn và đồng thời đổ xăng xuống sàn rồi châm lửa. Vài phút sau đó, ông ta bị cảnh sát giam giữ. Kẻ tấn công bị bỏng nặng ở chân và ngực, vì thế mà hôm thứ Năm, ông ta không thể làm chứng, tờ báo viết.
Trong thời gian bị giam giữ, ông ta đã nói rằng xưởng phim đã lấy trộm cuốn tiểu thuyết của ông, đồng thời cho biết ông đã sử dụng bật lửa dùng cho bếp gas.
Ngọn lửa lập tức lan rộng khắp tòa nhà, ngôi nhà ba tầng rộng gần 700 mét vuông gần như bị cháy rụi hoàn toàn. Vụ cháy khiến 33 người thiệt mạng, rất khó nhận dạng các thi thể. Số người bị thiệt mạng lớn nhất là ở tầng ba trên cầu thang dẫn lên mái nhà, vì mọi người cố chạy trốn đám cháy nhưng không kịp.
Vụ hỏa hoạn trở thành một trong những thảm kịch lớn nhất trong lịch sử hiện đại của Nhật Bản. Về số lượng thương vong, nó chỉ đứng sau vụ hỏa hoạn ở khu vực Shinjuku ở Tokyo vào năm 2001, khi 44 người bị thiệt mạng.
