המשטרה מסרה כי עמאר עודה, תושב יהודה ושומרון ללא אישור שהייה, החל את מסע הדקירות בפארק הסמוך לתחנת הדלק ברחוב משה דיין. הפצועים, אישה בת 66 וגבר כבן 80, נפגעו באורח אנוש ומותם נקבע בהמשך בבית החולים וולפסון. בעלה של האישה, בן 68, נפצע באורח קשה, וצעיר בן 26 נפצע בינוני.
צוותי מד"א שהוזעקו למקום, פינו את הפצועים לבית החולים וולפסון. ד"ר אדם לי גולדשטיין, מנהל יחידת הטראומה בבית החולים, עדכן: "קיבלנו שלושה פצועים, אחד במצב אנוש תוך כדי החייאה, שני במצב קשה מאוד, ושלישי במצב בינוני".
השוטר שהצליח לנטרל את המחבל הוא קצין מבצעים מתחנת חולון בדרגת פקד, שהיה ברכבו המשטרתי עם שוטר נוסף בנסיעה לתחנה. השניים הבחינו באירוע, חתרו למגע, ונטרלו את המחבל אחרי שהספיק לדקור ארבעה אנשים.
בזמן נסיעה שגרתית לתחנת המשטרה בחולון, הבחין השוטר במחבל בעת שהוא דוקר אדם מבוגר. "ירדתי מהר מהרכב והתחלתי לרוץ אחריו תוך שאני קורא לו לעצור," סיפר השוטר. "בשלב כלשהו הוא הסתובב לעברי עם סכין וצעק בערבית. הוריתי לו לזרוק את הסכין, ובזמן ששלפתי את האקדח, ביצעתי ירי והוא נוטרל".
השר לביטחון לאומי, איתמר בן גביר, שהיה בזירה, שיבח את השוטרים שנטרלו את המחבל: "הצלת כאן רבים. זה אירוע קשה מאוד, הצלת הרבה מאוד אנשים. אנחנו גאים בך. גאים בתגובה המהירה של המשטרה כאן".
האירוע עורר תגובות קשות מצידם של אנשי ציבור, בהם חברת הכנסת טלי גוטליב שהתבטאה במילים קשות כלפי המפגע. גם שר התרבות והספורט, מיקי זוהר, התייחס לכך שהמחבל היה שוהה בלתי חוקי ואמר: "ישראל במציאות מורכבת, סיטואציה של כמה חזיתות פתוחות. זה לא מונע מהטרור היחידני לנסות לפגוע בישראל, וזה קרה גם הבוקר".
זירת הפיגוע נסגרה למספר שעות בעוד המשטרה ביצעה סריקות לאיתור חשודים נוספים, תוך שימוש במסוק. מפקד מחוז תל אביב, ניצב פרץ עמר, הודיע כי המשטרה תמשיך לפעול כדי למנוע פיגועים נוספים.