На 16 април 1925 година, Велики четвъртък, около 15:20 часа взрив разтърсва центъра на столицата. Взривът е в църквата „Света Неделя“. Атентатът в свещеното място идва в момент, когато там си взимат последно сбогом с генерал Константин Георгиев – убит два дни по-рано от дейци на комунистите.
При атентата загиват 213 души, ранени са над 500 – така той остава в историята на страната ни като най-кървавият атентат. Дълго време това е и най-кървавият атентат в света. Сред загиналите са 12 генерали, 15 полковници, 7 подполковници, 3 майори, 9 капитани, 3 депутати и множество граждани, включително деца.По случайност, всички членове на правителството се отървават само с леки наранявания. Цар Борис III не е в църквата, тъй като присъства на погребенията на убитите в атентата срещу него в прохода Арабаконак два дни по-рано.
Атентатът е извършен от група крайнолеви дейци на Военната организация (ВО) на Българската комунистическа партия (БКП).
След провала на Септемврийското въстание през 1923 година БКП е забранена от Върховния касационен съд. Въпреки това тя продължава да съществува нелегално. Към Централния комитет (ЦК) на БКП е създадена Специална наказателна група с цел да ликвидира хора на възлови длъжности в армията, полицията и висши държавни служители. Военната организация на БКП организира малки терористични групи („шесторки“).
През декември 1924 година група дейци на Военната организация вербува Петър Задгорски, клисар на църквата „Света Неделя“. Димитър Хаджидимитров и Димитър Златарев, ръководител на секцията по въоръжението във ВО, предлагат да се убие директорът на полицията Владимир Начев и по време на опелото му да се извърши мащабен атентат. Поради засилената охрана на Начев, Военната организация решава да избере друга жертва – о.з. генерал Константин Георгиев е убит пред църквата „Свети Седмочисленици“, където отива за вечерната служба заедно с внучката си.
Ръководството на Военната организация на БКП възлага извършването на атентата на една от „шесторките“, ръководена от Петър Абаджиев, който през втората половина на януари 1925 година влиза в контакт с клисаря Петър Задгорски. С негова помощ в продължение на няколко седмици Петър Абаджиев и Асен Павлов внасят на тавана на църквата общо 25 кг експлозив. Той е монтиран в един пакет над една от колоните на основния купол, разположена при южния вход на сградата. Експлозивът трябва да бъде взривен с бикфордов шнур с дължина 15 m, с което да се даде на атентаторите възможност да избягат. Между взривното устройство и кубето на храма е поставена бутилка със сярна киселина, която да усили поразяващия ефект от взрива чрез отделяне на отровни газове.
Според съвременни оценки, решимостта на военното ръководство вероятно е насърчена от преките му връзки със съветското Главно политическо управление, което ги снабдява с пари и въоръжение. Според историка Стойчо Грънчаров „големите средства за издръжка и въоръжаване на терористите, включително фаталния взрив, идват от Комунистическия Интернационал“.
Част от организаторите на атентата – Димитър Златарев, Петър Абаджиев и Никола Петров – успяват да избягат в Съветския съюз. Заговорниците се опитват да ликвидират своя съучастник Петър Задгорски, но той успява да се предаде на полицията и прави пълни самопризнания. Бързо е разкрито местоположението на ръководителите на Военната организация на БКП Коста Янков и Иван Минков, като Янков е убит, докато се отбранява в къщата на свой съучастник, а Минков се самоубива преди да бъде заловен.
Делото за атентата е гледано от военен съд от 1 до 11 май в казармите на Четвърти артилерийски полк в София. Марко Фридман, най-високопоставеният от обвиняемите, признава, че организацията получава финанси „през Виена“ от Съветския съюз, но прехвърля отговорността за атентата върху Коста Янков и Иван Минков, които според него са действали без съгласието на ръководството на БКП. Смъртни присъди получават Петър Задгорски, подполковник Георги Коев, в чиято къща се укрива Иван Минков, и Марко Фридман, ръководител на секция във Военната организация на БКП. Задочно на смърт са осъдени и Станке Димитров, Петър Абаджиев, Димитър Грънчаров, Николай Петрини и Христо Косовски, като последните трима вече са убити през предходните седмици. Смъртните присъди са изпълнени публично чрез обесване на 27 май.
Вечерта на 16 април в страната е обявено военно положение, което остава в сила до 24 октомври.