Havalimanı dış hatlar geliş terminaline gelen üç saldırgandan biri, dışarıda yolculara ve karşılamaya gelenlere ateş açtıktan sonra üzerindeki bombayı patlattı. Patlama sonrasında meydana gelen kargaşadan yararlanan diğer iki silahlı terörist terminalin içine sızdı. Teröristler önce otomatik tüfeklerle çevreye ateş açtı, ardından üzerlerinde bulunan bombaları patlattı. Ortalık kan gölüne dönerken büyük panik yaşandı.
Sağlık ekipleri, havalimanındaki yaralıları hastaneye kaldırırken, olay yerine özel harekât ve bomba imha ekibi sevk edildi. Yaralıların kaldırıldığı Bakırköy Dr. Sadi Konuk Eğitim ve Araştırma Hastanesi, İstanbul Üniversitesi Tıp Fakültesi Hastanesi, Bağcılar Eğitim ve Araştırma Hastanesi ile çevredeki diğer hastanelerde, polis ekipleri güvenlik önlemi aldı. Polis helikopteri de havalimanı üzerinde uçuş yaptı.
Başbakan Yıldırım, Başbakan Yardımcısı ve Hükümet Sözcüsü Numan Kurtulmuş, Aile ve Sosyal Politikalar Bakanı Fatma Betül Sayan Kaya, İçişleri Bakanı Efkan Ala, Ulaştırma Denizcilik ve Haberleşme Bakanı Ahmet Arslan, İstanbul Valisi Vasip Şahin ve beraberindekilerle Atatürk Havalimanı Dış Hatlar Terminali'nde meydana gelen terör saldırısının ardından olay yerinde incelemelerde bulundu.
Atatürk Havalimanı'ndan açıklama yapan Başbakan Binali Yıldırım "Şu ana kadar tespit edilen vefat sayısı 36 artı 3 canlı bomba. Yaralılarımız var." diye konuşurken, "Terör eyleminin DAEŞ örgütünce gerçekleştiğini işaret etmektedir." dedi. Havaalanında bir güvenlik zaafiyetinin olmadığını söyleyen Başbakan Yıldırım, "Teröristler bir ticari taksiyle havalimanına gelmiş ve bilahare eylemlerini gerçekleştirmişlerdir." dedi.
