Um 22.00 Uhr näherten sich zwei Autos und ein Tanklastwagen dem Parkplatz vor Gebäude #131 eines Wohnkomplex der "King Abdul Aziz Airbase" in der Nähe von Dhahran. In dem 8-stöckigen Gebäude wohnten größtenteils Angehörige des 4404. Jagdgeschwader der United States Air Force.
Einer der PKW fuhr als erstes auf den Parkplatz und gab den anderen Fahrzeugen Lichtzeichen. Darauf folgten der Tanklastwagen und ein weiterer PKW. Der Tankwagen wurde vor der Sicherheitsbarriere, der den Parkplatz vom Wohnkomplex trennt, geparkt. Die Insassen des Tankwagens stiegen in den zweiten PKW ein, der zusammen mit dem ersten Wagen den Parkplatz verließ. Etwa 4 Minuten später explodierte der Tankwagen.
Es wird geschätzt das etwa 1.500 - 2.500 Kilo Sprengstoff, der aller Wahrscheinlichkeit nach vom Libanon nach Saudi-Arabien geschmuggelt wurde, zusätzlich im Tankwagen positioniert waren. Die Explosion hinterließ einen Krater von 25 Metern Durchmesser und 10 Metern Tiefe. Sechs Gebäude des Wohnkomplexes im Umkreis von 5 Kilometern wurden schwer beschädigt oder zerstört. Die Erschütterung der Explosion war sogar noch etwa 30 Kilometer entfernt in Bahrain zu spüren. 9 U.S. Angehörige und ein Saudi wurden getötet, 372 weitere verletzt.

Feldwebel Alfredo R. Guerrero war als Wache auf Gebäude #131 stationiert. Er bemerkte die Vorgänge auf dem Parkplatz, stufte diese als Gefahr ein und veranlaßte zur Sicherheit sofort die Evakuierung des Komplexes. Dadurch wurde vielen Bewohnern das Leben gerettet, da sie sich im Treppenhaus befanden, welches sich auf der vom Parkplatz abgewandten Seite befand und somit bei der Explosion wohl der sicherste Ort im Gebäude war. Zudem hat die zusätzliche Sicherheitsbarriere, die aus Beton war (sogenannte "Jersey barriers") und normalerweise zur Absperrung von Straßen genutzt wird, einen Großteil der Explosionskraft abgelenkt und somit wahrscheinlich den kompletten Zusammenbruch des Gebäudekomplexes verhindert.

Der US Geheimdienst identifiziert die Attentäter als Mitglieder der "Hisbollah", allerdings wird vermutet das die Al-Qaida bei der Beschaffung des Sprengstoffes behilflich war. Auch lobte Bin-Laden die Attentäter später als "Helden".

Am 21.06.2001 spricht ein US Gericht in Alexandria (Virginia) folgende Männer des Mordes, der Verschwörung und anderen Verbrechen im Zusammenhang mit dem Bombenanschlag für schuldig:

Ahmed Ibrahim Al-Mughassil
Abdelkarim Hussein Mohamed Al-Nasser
Ali Saed Bin Ali El-Hoorie
Ibrahim Salih Mohammed al-Yacoub
Sa'ed Al-Bahar
Saleh Ramadan
Ali Al-Marhoun
Mustafa Al-Mu'alem
Fadel Al-Alawe
Einen Libanesen der als "John Doe" aufgeführt wurde
Neun weitere Saudis