Ο δολοφόνος πυροβόλησε τον Βορονένκοφ τέσσερις φορές την ώρα που έβγαινε από την είσοδο του ξενοδοχείο πέντε αστέρων Premier Pallas που βρίσκεται στο κέντρο του Κιέβου. O σωματοφύλακας του πρώην βουλευτή, παρότι τραυματίσθηκε από τα πυρά του δράστη, ανταπέδωσε τραυματίζοντας τον βαριά με αποτέλεσμα να μεταφερθεί στην εντατική νοσοκομείου του Κιέβου, όπου οι γιατροί κατέβαλλαν υπεράνθρωπές προσπάθειες για να τον κρατήσουν στην ζωή. Σύμφωνα με τα όσα δήλωσε ο ουκρανός αρχίατρος Νικολάι Ντεμίν στο τηλεοπτικό δίκτυο NewsOne ο δολοφόνος είχε δεχθεί «τέσσερις σφαίρες»

Οι αστυνομικές αρχές της Ουκρανίας, κατάφεραν να ταυτοποιήσουν τον δολοφόνο, ανακοινώνοντας ότι πρόκειται για Ουκρανό πολίτη. Σύμφωνα με τα στοιχεία της ουκρανικής εφημερίδας «Αμπαζρεβάτελ», ο φερόμενος ως δολοφόνος, είναι ένας άνδρας γεννηθείς το 1988, που αναζητείτο από τις αρχές για επιχειρηματικές απάτες που είχε διαπράξει και για νομιμοποίηση εσόδων που αποκόμισε από εγκληματική δραστηριότητα

Παρ’ όλα αυτά, όπως μεταδίδει το πρακτορείο Ria Novosti, οι ουκρανικές αρχές βιάστηκαν να επιρρίψουν την ευθύνη της δολοφονίας στις «ρωσικές μυστικές υπηρεσίες». Ο Γενικός Εισαγγελέας της Ουκρανίας Γιούρι Λούτσενκο χαρακτήρισε την δολοφονία ως «πολιτική εξόντωση ενός εχθρού του Κρεμλίνου», ισχυριζόμενος, ότι τον πρώην Ρώσο βουλευτή θα μπορούσαν να τον δολοφονήσουν είτε επειδή θα κατέθετε στοιχεία εναντίον του ανατραπέντος πρώην προέδρου της Ουκρανίας Βίκτορ Γιανουκόβιτς που κατέφυγε στη Ρωσία, είτε στοιχεία για το λαθρεμπόριο στην Ρωσία.

Επίσης ο Ουκρανός πρόεδρος Πέτρο Ποροσένκο χαρακτήρισε την δολοφονία του Βορονένκοφ ως «πράξη Ρωσικής κρατικής τρομοκρατίας».