Ledakan terjadi saat Martin Barber, direktur UN Mine Action Service (UNMAS) sedang mengadakan konferensi pers. Ledakan ini merusak pusat perawatan tulang belakang di rumah sakit sebelah dan U.S. Army Civil-Military Operations Centre di belakang Canal Hotel, dan gelombang kejutnya terasa hingga satu mil dari lokasi ledakan.
Ledakan ini diakibatkan oleh seorang pengebom bunuh diri yang mendengarai truk bom. Kendaraan ini diidentifikasi sebagai Kamaz besar tahun 2002 (dibuat di Eropa Timur dan merupakan bagian dari bekas armada militer Irak).[6] Penyelidik di Irak menduga bom tersebut dibuat dari munisi lama, termasuk satu bom 500 pon, dari arsenal Irak sebelum perang.
Menurut Abu Musab al-Zarqawi, de Mello menjadi target utama pengeboman ini. Alasan al-Zarqawi adalah de Mello turut membantu Timor Timur menjadi negara merdeka (baca pendudukan Indonesia di Timor Timur). Zarqawi beralasan bahwa de Mello ikut serta dalam "pelepasan wilayah ini dari Kekhalifahan Islam tersebut," sehingga menjadikan de Mello seorang pencuri sekaligus kriminal.[7][8]
Marilyn Manuel dari Filipina, salah satu anggota staf Vieira de Mello awalnya didaftarkan mati, mengejutkan keluarganya ketika ia pulang karena tak mengetahui bahwa dirinya dinyatakan telah meninggal.[9] Hal ini terjadi karena Nona Manuel telah dievakuasi ke sebuah rumah sakit yang tak memberitahukan kepada PBB. Sebagai akibatnya, ia didaftarkan sebagai salah satu orang hilang atau mati dari bangunan yang ambruk itu.[10]