Holmes entró a la sala número nueve con una máscara de gas, guantes negros, chaleco antibalas y cuatro armas: un fusil semiautomático AR-15 de tipo militar, una escopeta Remington 870 y dos pistolas Glock. Lanzó primero una granada de gas lacrimógeno que llenó la sala de humo. Los espectadores, en medio de una función de medianoche con el cine a plena capacidad, creyeron en un primer momento que formaba parte del espectáculo. Cuando comenzaron los disparos, la confusión se convirtió en terror.

Esa noche murieron doce personas y otras 70 resultaron heridas, en lo que se convirtió en uno de los atentados más mortíferos en la historia reciente de Estados Unidos. Al ser detenido en el estacionamiento del cine, Holmes le dijo a los oficiales de la policía de Aurora que era el Joker, el villano de la película que acababa de interrumpir con su ataque. Tenía el cabello teñido de naranja, en alusión al personaje. La imagen quedó grabada en la memoria colectiva del país.

El departamento donde vivía Holmes estaba minado con explosivos caseros conectados por cables, diseñados para distraer a los servicios de emergencia y alejarlos del cine. El escuadrón de explosivos de la policía tardó horas en desactivar los dispositivos. Días antes del tiroteo, Holmes había enviado por correo un cuaderno a su psiquiatra, Lynne Fenton, con un mapa mental del ataque: bocetos sobre los tiempos de respuesta de las autoridades, una lista de posibles blancos y notas sobre la planificación de la masacre. El paquete no llegó a manos de la profesional hasta después del crimen.

El juicio, que se extendió por once semanas, incluyó el testimonio de más de 250 testigos. La defensa intentó demostrar que Holmes padecía una enfermedad mental severa y que no podía ser considerado responsable de sus actos. Los especialistas discutieron diagnósticos y causas, incluso el rol de un antidepresivo que tomaba por estar bajo tratamiento psiquiátrico. En julio de 2015, el jurado lo declaró culpable de asesinato en primer grado y rechazó el argumento de la locura. El 7 de agosto de ese año fue condenado a doce cadenas perpetuas más 3.318 años de prisión sin posibilidad de libertad condicional, una de las penas más largas de la historia judicial de Estados Unidos. La pena de muerte quedó descartada tras la incapacidad del jurado de llegar a un veredicto unánime.

Desde su encarcelamiento, Holmes intentó suicidarse varias veces y fue hospitalizado por ello en noviembre de 2012. Actualmente permanece recluido en una instalación penitenciaria de Colorado y, según reportes de medios estadounidenses, responde cartas de personas que le declaran su admiración o su amor, una realidad perturbadora que acompaña a los grandes asesinos en masa en la era de las redes sociales.