Tras la toma de los últimos tres autobuses en la central camionera de Iguala, cuatro de los autobuses formaron una caravana y debido al denso tránsito vehicular en las calles tomaron rumbo hacia el norte, con el Estrella de Oro 1531 a la cabeza, seguido de los Costa Line 2012 y 2510 en ese orden y finalmente el Estrella de Oro 1568. Iban hacia el anillo periférico de Iguala, para de allí enfilar hacia Ayotzinapa. Ello los haría pasar a una cuadra del festejo del DIF. Sin embargo, alertados por el aviso del chofer, la policía los comenzó a perseguir a tres cuadras de la central camionera, en un intento por impedir que la comitiva se acercase al festejo. El Estrella Roja 3278 salió el último de la estación, con suficiente retraso como para encontrar el tránsito hacia el sur despejado, por lo que enfiló en esa dirección para llegar a la carretera a Chilpancingo.
De acuerdo con declaraciones del fiscal guerrerense, Iñaky Blanco Cabrera, el primer episodio de violencia ocurrió a las 21:30 horas, cuando la policía logró interceptar el paso de los cuatro autobuses encaminados al norte mediante una camioneta que bloqueó su avance en la esquina de las calles Juan N. Álvarez y Periférico Norte. Los alumnos bajaron de los autobuses para intentar empujar fuera del camino la camioneta, y se enfrentaron a los policías, que también llegaban. Cuando el estudiante Aldo Gutiérrez Solano forcejeó y sometió a uno de los policías, agentes de la Policía Municipal de Iguala abrieron fuego contra él, hiriendo gravemente a Gutiérrez Solano y matando a su compañero Daniel Solís Gallardo.
La balacera inicial puso en desbandada a los estudiantes normalistas, varios de los cuales se refugiaron en los espacios entre los autobuses detenidos. Otros más escaparon como pudieron a los alrededores; sin embargo, la policía de Iguala se llevó bajo arresto a la mayoría de los estudiantes que no habían podido bajar de los autobuses. La mayor parte de los arrestados provenía del último autobús en la fila (el Estrella de Oro 1568).
Durante el ataque varios de los estudiantes normalistas lograron comunicarse por teléfono celular con compañeros que se habían quedado en Ayotzinapa. Estos alumnos, enterados de los incidentes, enviaron otro convoy de estudiantes en varias camionetas para recorrer los 126 km de distancia entre Ayotzinapa e Iguala, para ayudar a sus compañeros atacados en Iguala.
Los estudiantes en el autobús Estrella Roja 3278 fueron también alertados por teléfono del primer ataque ocurrido; al enfilar el vehículo hacia el lugar del incidente para auxiliar a sus compañeros atacados, el autobús quedó atascado en medio del tránsito vehicular e interceptado por la policía. Detenido el autobús, los estudiantes fueron obligados a bajar y encañonados con armas de fuego. Confiscado el autobús sin disparar un tiro, la policía en lugar de arrestar a los estudiantes, les permitió huir del lugar por su propio pie
El segundo convoy de estudiantes, que llegó alrededor de las 23 horas de la noche del 26, se encontró con algunos de los compañeros que no habían sido llevados por la policía, entre ellos los que bajaron del Estrella Roja 3278. Los estudiantes, acompañados por profesores pertenecientes a la CETEG (Coordinadora Estatal de Trabajadores de la Educación de Guerrero), comenzaron a inspeccionar el lugar y a buscar a cualquier otro alumno oculto tras la balacera. Asimismo, daban entrevistas a la prensa que iba llegando por el primer ataque en contra de sus compañeros. Seguían en el lugar alrededor de la medianoche cuando fueron atacados una vez más por un grupo que llegó de repente y que, según testigos presenciales, disparaba ráfagas en su contra. En este ataque fallecieron dos estudiantes más, llamados Julio César Ramírez Nava y Julio César Mondragón Fuentes; mientras que el resto huía en desbandada y se ocultaba en los cerros circundantes o en las azoteas de las casas de Iguala.
Casi al mismo tiempo, a la salida de Iguala, en la autopista a Chilpancingo, otro grupo de policías disparó contra un autobús que transportaba a los integrantes del equipo de fútbol Avispones de Chilpancingo, de la tercera división. El equipo de fútbol no estaba involucrado en los hechos y aparentemente fue confundido por la policía como otro autobús más del convoy de los estudiantes normalistas. Este equipo era de Chilpancingo e iba de regreso a su sede tras un partido como visitante en Iguala.En este ataque perecieron tres personas: David Josué García Evangelista (de 15 años de edad, uno de los futbolistas), Blanca Montiel Sánchez (pasajera de un taxi que pasaba por el lugar) y Víctor Manuel Lugo Ortiz (chofer del autobús que conducía a los jugadores de vuelta a Chilpancingo). El director técnico del equipo resultó herido y fue internado grave
La mañana del día 27 de septiembre elementos del Ejército Mexicano encontraron a las 11 horas el cuerpo de Julio César Mondragón, uno de los normalistas muertos en el segundo ataque. Su rostro había sido desollado.1632Los primeros informes reportaron la desaparición de 57 estudiantes de la Escuela Nacional Rural de Ayotzinapa presuntamente atacados y secuestrados por policías municipales de Iguala. El 30 de septiembre, se informó que 14 de ellos se encontraban salvos en sus casas, mientras que 43 permanecían en calidad de desaparecidos. Ese mismo día, se señaló al presidente municipal de Iguala, José Luis Abarca, como presunto autor intelectual de las desapariciones forzadas y como el responsable de dirigir desde un radio a fuerzas policíacas del Estado para proceder con los actos del 26 de septiembre. El 29 de septiembre, Abarca dijo que él había ordenado a la policía no atacar a los normalistas, a quienes acusó de pretender atacar a los invitados que estarían presentes en el segundo informe del DIF municipal, del cual su esposa, María de los Ángeles Pineda, era la presidenta.
La búsqueda de los 43 estudiantes por parte de padres de familia junto con normalistas, que fueron resguardados por elementos de la Fuerza Estatal, inició el mismo 29 de septiembre, intensificando el operativo al buscar posibles cadáveres en fosas comunes. El sábado 4 de octubre se descubrió en los alrededores de Iguala una fosa clandestina con 28 cadáveres sepultados en ella. Eventualmente los análisis forenses dictaminaron que estos cuerpos no correspondían con ninguno de los 43 normalistas desaparecidos ignorándose hasta la fecha la identidad de los cuerpos.
El día 8 de octubre fueron detenidos en Cuernavaca, Morelos, Osvaldo Ríos Sánchez y su hermano Miguel Ángel, sospechosos de haber participado en la desaparición. Los hermanos Ríos Sánchez confesaron su involucramiento y el haber estado bajo las órdenes de Ángel Casarrubias Salgado, uno de los líderes de Guerreros Unidos. Al día siguiente la PGR encontró otras 4 fosas con ocho cadáveres en total en el paraje de La Parota, en la localidad de Pueblo Viejo, Guerrero. Sin embargo, estos hallazgos tampoco correspondían con los 43 normalistas desaparecido