Após alguns minutos, logo após dobrar uma esquina, um anarquista italiano, chamado Sante Geronimo Caserio, subiu no estribo e golpeou Carnot na altura do hipocôndrio direito com um punhal de pouco mais de 16 cm de comprimento. Caserio é imediatamente contido pela polícia e pela multidão de curiosos, e o presidente é levado diretamente para o hospital da Faculdade de Medicina de Lyon.
Carnot foi operado pelos cirurgiões Jean Lápine, Léopold Ollier e Michel Gandolphe, que constataram uma vultosa hemorragia intra-abdominal em “um grande vaso na região do fígado”. Apesar de um pronunciamento otimista da equipe cirúrgica por volta de 23h30, Sadi Carnot foi declarado morto às 00h45. A autópsia constatou uma lesão da veia porta.
O caso comoveu toda a França, em particular um jovem médico que estava presente no hospital de Lyon no dia do atentado. Seu nome era Alexis Carrel. Ele ficou horrorizado com o fato de não conseguirem salvar o presidente, dado o tempo entre a facada e o óbito. Posteriormente, em sua autobiografia, Carrel disse que “[…] ainda podia ouvir o fluxo de sangue, gota a gota, 50 anos depois”.
Carrel era um jovem incomum. Embora introspectivo, na maior parte do tempo, era extremamente focado e autocentrado. O tratamento de lesões vasculares era a ligadura do vaso acometido. Em membros, significava a amputação, mas em grandes vasos viscerais, era consenso entre os cirurgiões da época de que não havia nada a ser feito….