Le mardi 22 mars 2016, Ibrahim El Bakraoui, 29 ans, Najim Laachraoui, 24 ans, et Mohamed Abrini, alors âgé de 31 ans, embarquent à Schaerbeek dans un taxi à destination de Brussels Airport, à Zaventem. Leurs bagages sont remplis d'explosifs.

Peu avant 08h00, Ibrahim El Bakraoui et Najim Laachraoui se font exploser dans le hall des départs de l'aéroport de Bruxelles. Mohamed Abrini, lui, est propulsé par le souffle des déflagrations et ne parvient plus à revenir près de sa charge. Il finira par abandonner son sac rempli d'explosifs et s'enfuira pour retourner à pied à Schaerbeek. Dans le hall des départs, c'est la panique. Seize morts seront dénombrés au total.

Une heure plus tard, à 09h11, Khalid El Bakraoui, 27 ans, frère d'Ibrahim, se fait exploser dans une rame de métro qui vient de quitter la station Maelbeek, située à proximité du quartier européen de Bruxelles. Le métro était bondé de passagers qui se rendent au travail. Au total, 16 personnes ont perdu la vie dans cette attaque.

Le niveau de la menace est élevé à son maximum, au niveau 4, par l'Organe de coordination pour l'analyse de la menace (Ocam). Les Belges sont invités à rester chez eux. Les autorités demandent à la population d'éviter d'utiliser le réseau téléphonique, saturé, pour faciliter le travail des services de secours.

Les transports en commun bruxellois sont fermés, la capitale est bloquée par le va-et-vient des ambulances et des véhicules des équipes des services de secours, déployées largement face à ces attaques sanglantes. Les sirènes retentissent de manière continue dans la ville. Les blessés sont emmenés dans les hôpitaux bruxellois mais aussi ailleurs en Belgique. Des corbillards évacuent les corps.

Des files s'étendent devant les gares, la police conseille de postposer son départ. Après les attentats, les accès aux gares seront restreints, certains arrêts de métro ne seront plus desservis.

Le chauffeur de taxi qui a conduit les trois terroristes à Zaventem se rend le matin même à la police. Grâce à ses déclarations, les enquêteurs perquisitionnent la planque du groupe de l'aéroport, située rue Max Roos à Schaerbeek, et mettent la main sur du matériel servant à fabriquer des explosifs.

Le jour des attentats, dans l'après-midi, un avis de recherche pour retrouver "l'homme au chapeau" est diffusé, il s'agit de Mohamed Abrini qui sera interpellé le 8 avril à Anderlecht. Il était déjà recherché dans le cadre des attentats de Paris.

Ce même 8 avril, Osama Krayem sera également appréhendé par la police. Sur des images de vidéosurveillance, on l'aperçoit en compagnie de Khalid El Bakraoui dans la station de métro Pétillon, quelques minutes avant l'attentat de Maelbeek. Lui aussi devait se faire exploser, mais il y renoncera à la dernière minute, avant de dissoudre les explosifs dans la cuvette des toilettes de la planque du groupe du métro, située dans l'avenue des Casernes, à Etterbeek.

Les attentats les plus sanglants en Belgique sont revendiqués par l'Etat islamique. Quelques jours avant ces attentats, le 18 mars, Salah Abdeslam, l'un des terroristes les plus recherchés en Europe pour son implication dans les attentats de Paris, avait été arrêté à Molenbeek après une longue cavale de plus de quatre mois.