Gravações de câmeras de vigilância mostram que o motorista tunisiano, que possuía um pequeno caminhão e trabalhava fazendo entregas, chegou às 21h34 da quinta-feira em sua bicicleta. Subiu no caminhão alugado e o conduziu na direção oeste, até o bairro de Magnan, ao norte do Passeio dos Ingleses. Quinze minutos mais tarde, dirigiu o caminhão na direção sul e entrou no Passeio, repleto de pessoas que vieram assistir aos fogos de artifício. A cidade estava cheia de jovens que aguardavam um espetáculo de Rihanna, marcado para esta sexta-feira. Em pleno verão, haveria também um festival de jazz de cinco dias (ambos foram cancelados).
Ao longo de 2 km, Bouhlel saiu ziguezagueando para um lado e para o outro, para atropelar o maior número possível de pessoas.Em frente ao Hotel Negresco, ele disparou com sua pistola calibre 7.65 mm contra três policiais, que revidaram, e saíram no seu encalço por cerca de 300 metros. Finalmente o atingiram em frente ao Hotel Hyatt. Bouhlel caiu no banco do passageiro. Na cabine havia, além da pistola, um recarregador e vários cartuchos de balas. Foram encontradas também réplicas de uma pistola automática, de um fuzil Kalashnikov e de um M-16; e uma granada com defeito.
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