警方指出，下午5時24分左右張文先在捷運板南線通往大廳的出口附近投擲煙霧彈，隨後轉往北車M8出口，畫面顯示其動作冷靜、手法熟練，疑似早有預謀。濃煙迅速擴散，民眾誤以為發生火警，現場尖叫聲四起，秩序大亂。
嫌犯隨後進入地下街B1層，在連通道靠近星巴克位置引燃汽油彈，造成第二波恐慌，接著再深入B2層閘門附近，再度投擲煙霧彈製造混亂。
過程中，嫌犯趁著視線不良與人潮混亂之際，持刀自後方攻擊一名57歲余姓男子，導致被害人背部中刀倒地，緊急送往台大醫院搶救後不治。
警方調查，張文犯案全程配戴防毒面具，不僅遮蔽容貌，也能避免吸入煙霧，顯示其對煙霧彈特性相當熟悉，行徑具高度計畫性。犯案後，嫌犯利用現場混亂混入人群逃逸。
未料恐怖攻擊不久後，張文又跑到捷運中山站周邊持長刀隨機攻擊路人並丟擲煙霧彈，共造成6人受傷送醫，其中傷勢最嚴重為右胸部有穿刺傷。
在警方的圍捕下，張男最終於百貨公司高樓墜樓，倒臥地面，送醫時仍仰望天空、意識不清，現場警消緊急將人抬上擔架送往台大醫院搶救，最終仍因傷重宣告不治。
