В это время в аэропорту готовился к вылету Boeing 707 израильской авиакомпании EL AL, следовавший рейсом № 253 Тель-Авив — Афины — Париж — Нью-Йорк. Согласно летному графику израильский авиалайнер должен был пробыть в Афинах не более часа, провести дозаправку и принять на борт дополнительных пассажиров, летящих в Париж. Дождавшись начала посадки, двое террористов присоединились к пассажирам и заняли места в автобусе, следующем к трапу самолета. Однако на этот раз в планы боевиков не входил угон самолета. Улучив удобный момент, они незаметно отделились от остальных пассажиров и укрылись возле машин технического обслуживания аэропорта.
Когда Boeing 707 стал выруливать на взлетно-посадочную полосу, террористы покинули временное укрытие и с расстояния 6 метров в упор принялись расстреливать самолет из автоматического оружия. На борту находилось 37 пассажиров и 11 членов экипажа. Одна из первых пуль, пробив иллюминатор, попала в голову 50-летнего морского инженера из Хайфы Лиона Ширдана. От полученного ранения он скончался практически мгновенно. Поняв, что на авиалайнер совершено террористическое нападение, израильские пилоты, вместо того чтобы заглушить двигатели, стали набирать обороты, стараясь вывести самолет из-под линии огня. Тогда один из террористов стал бросать ручные гранаты, одна из которых разорвалась прямо под крылом авиалайнера. Лишь по счастливой случайности топливные баки не воспламенились, огонь не только поглотил бы пассажиров и членов экипажа, но мог бы перекинуться на соседние гражданские самолеты, ожидавшие своей очереди на взлет.
Тем не менее один из двигателей всё же загорелся, и огонь с большой скоростью стал распространяться по фюзеляжу авиалайнера, угрожая в любой момент прорваться в пассажирский салон. Ситуация складывалась критическая. Решение необходимо было принимать не раздумывая. Желая высвободить пассажиров из огненной ловушки, 21-летняя бортпроводница Хана Шапиро взяла на себя инициативу и без приказа командира корабля открыла входной люк, попав прямо под автоматную очередь. Одна из пуль раздробила ей бедро, другая прошла навылет через легкое. Спасаясь от огня, пассажиры, не дожидаясь прибытия трапа, прямо на ходу стали выпрыгивать на бетонную площадку, рискуя получить тяжкие увечья или попасть под шквальный огонь палестинских террористов. Лишь по счастливому стечению обстоятельств удалось избежать дополнительных жертв.
С начала атаки прошло не менее 20 минут. За это время террористы успели израсходовать практически весь боезапас, превратив израильский пассажирский самолет в большое решето. Как раз в этот момент на взлетное поле выбежали греческие полицейские. Как выяснилось потом, у них даже не было при себе оружия. Несмотря на это, они, рискуя своими жизнями, самоотверженно бросились на террористов. Один из них, 19-летний Тахер Хусейн Ямани, увидев приближающихся полицейских, сразу же выбросил автомат и, достав из-под куртки большой палестинский флаг, стал размахивать им, выкрикивая на арабском и английском пропалестинские и антиизраильские лозунги. Второй террорист, 25-летний Махмуд Мхаммад Исса, последовал примеру своего товарища и избавился от автомата. Высокий, очень сильный, во время ареста он оказал яростное сопротивление. Греческим стражам порядка пришлось в буквальном смысле повиснуть у него на руках и ногах, чтобы повалить на землю и сковать наручниками.
