מחבלים פתחו אחר הצהריים (יום ראשון) באש לעבר לוחמים מגדוד 202 של הצנחנים סמוך לאיתמר, באזור שכם, בזמן שאבטחו הפגנה נגד המצב הביטחוני בשומרון. אחד הלוחמים נפצע באורח קל מירי ברגלו, ופונה לבית החולים בילינסון בפתח תקווה כשהוא בהכרה. חבריו של הלוחם השיבו אש למקור הירי, ככל הנראה מתוך שכם, ובהמשך כוחות צה"ל פתחו בסריקות אחר המחבלים.
בתיעוד מהזירה (בפתח הכתבה) ניתן לראות את ראש המועצה האזורית שומרון, יוסי דגן, שולף אקדח בזמן הירי, ומסתתר יחד עם ילדים ואזרחים מאחורי כלי רכב. בהפגנה שהתקיימה קודם לכן בהשתתפות דגן, דרשו המוחים מצה"ל לצאת למבצע "חומת מגן 2", כדי "לאסוף את הנשקים ולהחזיר את המחסומים".
אחד ממשתפי ההפגנה, חיים, סיפר כי "ברגע שהסתיימה המחאה נכנסנו לרכבים, ואז נפתחה עלינו אש של עשרות כדורים מהכפר הסמוך. כל האנשים תפסו מחסה, למעט קבוצת בנות ששכבה באמצע הכביש. דגן ירה שלושה כדורים לכיוון מקור הירי, ובעצם גרם לבנות לזחול לכיוון מחסה".
גורמים ביטחוניים אמרו כי במקביל להפגנה, שנערכה בסמוך לאחת הכניסות הדרומיות של שכם, מספר מתיישבים יהודים התקרבו לשטח העיר והחלו ליידות אבנים לעבר פלסטינים, כפרובוקציה שנתפסה כך על-ידי הצד השני. כוח צבאי נכנס בעקבותיהם כדי להדוף אותם חזרה. לאחר מכן החל הירי לעבר ההפגנה, שכאמור הייתה ידוע מראש לצה"ל ואובטחה על ידו. המוחים, נציין, אמרו לפני ההפגנה כי "יסגרו את שכם".
בתקופה האחרונה התגברו מקרי הירי ברחבי השומרון, על רקע המעצרים והחיסולים התכופים שמבצע צה"ל באזור ג'נין ושכם. רק הבוקר נפצע נהג המונית שמעון סבג באורח קל מרסיסים בעקבות ירי שבוצע לעבר רכבו ולעבר אוטובוס. בהמשך אמר הפצוע, שהסיע תלמיד חינוך מיוחד בזמן הירי, כי נהג האוטובוס האט - וכך ניצלו חייו. "אנחנו מופקרים", טען.
גם על הירי לעבר הלוחמים אחר הצהריים וגם על הירי הבוקר לקחה אחריות חוליית הטרור "גוב האריות", שמסרה כהתרסה נגד המוחים: "נראה מי יסגור את שכם, אנחנו או אתם". פרסום תגובה על ידי המחבלים סמוך לזמן הפיגוע היא דבר יחסית חריג, והוא מצטרף לתיעודים ברשתות החברתיות השונות, ובעיקר בטיקטוק, של מבצעי הפיגועים האחרונים במטרה לייצר תהודה ברחוב הפלסטיני. גם דובר חמאס חאזם קאסם בירך על הירי.
מצה"ל נמסר כי "זוהה ירי לעבר אזרחים ולוחמים בסמוך לשכם. לוחמי צה"ל השיבו אש לעבר מקור הירי. הכוחות סורקים כעת אחר חשודים במרחב".
זמן קצר אחרי הפיגוע נורו יריות גם לעבר שכונת החרסינה בקריית ארבע שבהרי יהודה. לא היו נפגעים.