هشتم شهریور 1360 یکی از روزهای حساس تاریخ انقلاب به شمار می‌آید. در این روز جلسه شورای کشور به ریاست آقای رجایی تشکیل شد. این جلسه آخرین جلسه‌ای بود که به ریاست او تشکیل می‌شد و قرار بود از جلسه آینده آقای باهنر ریاست این جلسه را عهده‌دار باشد. حدود نیم ساعت پس از شروع جلسه در ساعت 15:14، وقتی که آقای رجایی از «هوشنگ وحیددستجردی» رئیس وقت شهربانی کل کشور درباره شهادت «سرگرد همتی» سؤالاتی مطرح می‌کند، ناگهان بمب آتش‌زایی منفجر می‌شود و ظرف چند دقیقه، طبقه اول ساختمان نخست‌وزیری را دود و آتش فرا می‌گیرد؛ به گونه‌ای که پانزده دقیقه پس از انفجار، هیچ کس از سرنوشت آقایان رجایی و باهنر اطلاع نداشت. ماجرا از این قرار بود که فرد نفوذی به نام «مسعود کشمیری» همان کیف حاوی بمب انفجاری را که در جماران خواسته بود ببرد و اعضای سپاه پاسداران خواستار بازرسی آن شده بودند، در این جلسه درست زیر پای آقایان رجایی و باهنر جاسازی می‌کند. مرحوم حاج احمد غدیریان در مصاحبه‌ای در این باره می‌گوید: «تقریباً 5 الی 10 دقیقه از انفجار گذشته بود که به ما اطلاع دادند. آن روز در شورای فرماندهی سپاه آقایان کلاهدوز، رفیق‌دوست و یکی، دو نفر دیگر در اوین در دفتر بنده بودند که خبر این ماجرا داده شد. ما به سرعت به خیابان پاستور که محل وقوع انفجار بود، آمدیم که این فاصله زیاد از اوین تا پاستور حدود یک ربع طول کشید. آنچه مشاهده می‌کردیم قابل وصف نبود. آتش زبانه کشیده بود و چرخ‌بال‌ها آمده بودند تا افراد را از بالای ساختمان به بیرون ببرند.»
نیروهای امدادی جنازه‌های سوخته‌شده را لای پتوهای سربازی بسته بودند و با طناب از بالا به پایین منتقل می‌کردند و از آنجا به سردخانه یا پزشک قانونی وقت برده می‌شد. مرحوم غدیریان در ادامه پیگیری‌هایش می‌گوید: «به سردخانه رفتم. قرار بود جنازه‌های شهیدان رجایی و باهنر شناسایی شوند. خانم شهید باهنر کشوی سردخانه را کشید. با صحنه دلخراشی رو‌به‌رو شدیم. صورت و پیکر سوخته بود. خانم باهنر نگاه کرد و گفت: این باهنر نیست. این سوخته‌ها را کنار بزنید. وقتی سوخته‌ها را از پیشانی ایشان کنار زدند، گفت: بله این شهید باهنر است و از پیشانی بلندش شناخت و نشست و خیلی گریه کرد. بعد از اینکه خانم باهنر را بردند، خانم شهید رجایی آمد. وقتی کشوی دوم را کشیدند، گفت: سوخته‌های صورت را پاک کنید، شاید از روی دندان‌هایش متوجه شوم و از روی دندان‌هایش شناسایی شد که شهید رجایی هستند.»
به این ترتیب، رئیس‌جمهور منتخب مردم و نخست‌وزیر مورد اعتماد نمایندگان مردم به دست عناصر نفوذی به شهادت رسیدند و با این حادثه خونین و تروریستی عمر وی ـ که کوتاه‌ترین عمر دولت پس از انقلاب اسلامی به شمار می‌آیدـ به پایان رسید؛ اما پرونده قطوری درباره عاملان انفجار دفتر نخست‌وزیری تشکیل شد و عده‌ای دستگیر و بازجویی شدند و تعدادی هم زندانی شدند و نقش سازمان مجاهدین انقلاب اسلامی پررنگ شد. سرانجام این سازمان به دلیل اقداماتی از قبیل اینکه اعلام کردند کشمیری کشته شده و برای او جنازه درست کردند و او هم از این فرصت استفاده کرد و فراری شد.