Deşi investigaţiile oficiale l-au găsit pe Lee Harvey Oswald vinovat de moartea preşedintelui, moartea lui JFK a strârnit un val de teorii ale conspiraţiei.
Guvernatorul John Connally şi soţia sa, Nellie, erau în aceeaşi maşină cu Kennedy, pe locurile din faţă, în timp ce preşedintele stătea în spate cu Jackie (Jacqueline), soţia sa. Vice-preşedintele Johnson cu soţia ocupau o altă maşină din convoiul care traversa centrul oraşului Dallas, pentru a ajunge la Trade Mart, unde preşedintele era programat să tină un discurs.
Mii de oameni ieşiseră pe străzi în acea zi pentru a-l saluta pe Kennedy. Maşina decapotabilă în care se afla preşedintele John F. Kennedy a cotit pe Main Street în piaţa Dealey în jurul orei 12:30 p.m, când s-au auzit şi primele focuri de armă. Au fost trase trei gloanţe. Unul a ratat coloana, celelelate două l-au lovit pe preşedinte în gât şi la nivelul capului, provocând o hemoragie masivă. El s-a aplecat spre Jackie, care era în stare de şoc. Jackie chiar a încercat să coboare din maşină, prin spate, dar a fost oprită de agentul secret Clinton J. Hill, care a urcat în maşină din mers, şi a îndemnat-o pe Jackie înapoi în scaunul ei.
Agentul Hill a fost unul dintre matorii cheie pentru acest caz şi singurul ofiţer care a sărit în maşină să îi protejeze. El fusese însărcinat cu protecţia lui Jacqueline Kennedy şi a fost decorat de aceasta ulterior pentru eroismul de care a dat dovadă în acele clipe.
Guvernatorul John Connally a fost şi el împuşcat în piept, cu acelaşi glonţ care a trecut prin Kennedy în zona gâtului. Teoriile conspiratiei associate acestui eveniment au devenit cunoscute ca teoria trăgătorului izolat sau „teoria glontului magic”, deoarece era puţin probabil ca un singur glonţ să treacă prin doi oameni.
Peste 75 de fotografi amatori şi profesionişti au făcut mai mult de 500 de instantanee în acea zi, din toate unghiurile pieţei, deşi majoritatea mass media era la Trade Mart, unde trebuia să aibă loc discursul preşedintelui.
În public se afla şi croitorul Abraham Zapruder. Acesta a suprins într-o filmare de 26 de secunde momentul în care Kennedy a fost împuşcat. Filmarea, realizată de un amator, a fost pentru acea vreme una dintre cele mai şocante şi brutale din istorie. Dintre toate filmările realizate, imaginile surprinse de Abraham Zapruder sunt considerate ca fiind sursa cea mai valoroasă în cadrul anchetei şi cea mai bună dovadă că nu a fost numai un singur lunetist în piaţa Dealey.
Maşina a demarat spre Spitalul Memorial Parkland, aflat la doar câteva minute distanţă. Medicii nu au putut face însă nimic pentru a-l salva pe John F Kennedy, şi la 1:00 p.m a fost pronunţat mort. Guvernatorul Connally, deşi grav rănit, a fost salvat.
Corpul preşedintelui a fost dus pe aeroportul Love Field şi urcat în Air Force One. Înainte ca avionul să decoleze, Lyndon B. Johnson a depus jurământul prin care a fost învestit ca preşedinte al SUA. Scurta ceremonie, care a avut loc pe un ton sumbru chiar în avion, a început în jurul orei 2:38 p.m.
Jackie Kennedy a fost şi ea prezentă la ceremonia de învestire. Purta în continuare costumul Chanel roz, care a devenit un simbol al teribilului asasinat. Deşi a fost îndemnată de nenumărate ori să îl dezbrace, Jackie a refuzat, spunând că „Vreau să vadă ce i-au făcut lui Jack”. În fotografia din Air Force One nu se observă din cauza unghiului, dar costumul era pătat masiv cu sângele lui Kennedy. Jackie chiar a declarat că singurul regret pe care îl are este că şi-a spălat faţa de sânge.
Cu mai puţin de o oră înainte, poliţia îl arestase pe Lee Harvey Oswald pentru asasinarea preşedintelui Kennedy şi uciderea poliţistului J. D. Tippit pe o stradă din Dallas la scurt timp după accident.
Duminică dimineaţă, pe 24 noiembrie, Oswald fusese programat să fie transferat de la sediul poliţiei în închisoare. Telespectatorii din întreaga Americă au putut vedea live asasinarea lui Oswald de către Jack Ruby, un proprietar al unui local din Dallas. Oswald a murit două ore mai târziu la Spitalul Parkland, alimentând şi mai mult teoriile conspiraţioniste.
Pentru a investiga asasinarea lui Kennedy, preşedintele Lyndon B. Johnson a promulgat ordinul executiv nr.11130, pe 29 noiembrie, 1963, înfiinţând „Comisia Warren”. Când comisia a publicat raportul final pe 24 septembrie, 1964, toată America a răsuflat uşurată.
Concluziile raportului spun că: „…în baza dovezilor aduse Comisiei…[Lee Harvey] Oswald a acţionat singur”. Nu au mai fost şi alţi asasini. Chiar Oswald a fost asasinat, aşa că nimeni nu a „scăpat basma curată” cu această crimă oribilă. Americanii aveau nevoie să creadă că „asasinatul secolului” fusese soluţionat.
La scurt timp după publicarea raportului comisiei însă au început să apară semne de îndoială cu privire la concluziile „oficiale”. Cărţi ca cea a lui Josiah Thompson „Six Seconds in Dallas…” şi a Sylviei Meager, „Accessories After the Fact”, şi a lui Harold Weisberg, „Whitewash”, au ridicat întrebări importante şi legitime cu privire la asasinarea lui Kennedy.
De la raportul Comisiei Warren, alte grupuri guvernamentale au încercat să descopere adevărul din spatele asasinatului: Comisia Rockefeller, investigaţia Garrison, Comisia Senatului.
Ultimul verdict oficial asupra asasinatului, publicat de HSCA în 1979, susţinea că „pe baza dovezilor prezentate Comisiei, credem că preşedintele John F. Kennedy a fost probabil asasinat ca urmare a unei conspiraţii”.