За інформацією видання, підготовку до вбивства фізика розпочали після серії зустрічей наприкінці 2019 – початку 2020 року, між тодішнім главою ізраїльської служби зовнішньої розвідки ("Моссад") Йосі Коеном із президентом США Дональдом Трампом, держсекретарем США Майком Помпео та главою ЦРУ Джиною Гаспел.
Коен презентував американському керівництву список операцій, які готують спецслужби, щоб перешкоджати розвитку ядерної програми Ірану, зазначає видання. Зокрема, йшлося про підготовку вбивства Фахрізаде. Наприкінці лютого 2020 року представники американської адміністрації схвалили плани вбивства фізика-ядерника, стверджує The New York Times.
Як зброю спецслужби обрали кулемет бельгійського виробництва FN MAG, який у розібраному вигляді ввезли на територію Ірану. Згодом його зібрали і встановили на пікап. За відомостями джерел The New York Times, кулемет, скорострільність якого становить приблизно 600 пострілів на хвилину, було оснащено роботизованим пристроєм і камерами, що дало змогу снайперу вести стрілянину в дистанційному режимі. Автомобіль, на який його встановили, було заміновано для того, щоб після завершення операції організатори могли знищити докази.
У день проведення операції на під'їзді до місця замаху було встановлено інший, нібито зламаний пікап, також оснащений камерами. Вони, як стверджує The New York Times, дозволили ізраїльським спецслужбам упевнитися, що за кермом автомобіля сидить сам Фахрізаде. Операція тривала приблизно хвилину, кулемет вистрілив 15 разів. Однак унаслідок вибуху зброї не було знищено, вона лише відлетіла у бік, діставши серйозні пошкодження.