Бомбата е поставена във вагона за майки с деца на влак № 326, който се движи от Бургас за София. Тя е с часовников механизъм, а часът е разчетен да съвпадне с навлизането на влака в тунела в района на гара Буново. Там паниката и липсата на достатъчно въздух биха довели до възможно най-голям брой жертви.
Заради маневра на гара Златица влакът закъснява с две минути и взривът избухва в 21,31 ч. на гарата, а не в тунела.
На мястото на инцидента пристигат министрите на вътрешните работи и на транспорта Димитър Стоянов и Васил Цанов. Вагонът е откачен. Шест часа жертвите и ранените се извозват в околните градове, а останалите пътници са подложени на строга проверка от страна на органите на реда - кой и кога си е закупил билета, къде се е качил и с какъв багаж. Едва тогава влакът продължава своя път към София.
В атентата загиват 7 души - 3 деца и 4 жени. В други източници жертвите са 2 деца, 2 жени, 1 мъж и двама старци. Сред жертвите са глухонеми деца, прибиращи се вкъщи. Ранени са тежко 9 души и сред тях също има 2 деца.
Атентатът, както и последвалият го в град Сливен, е извършен от протурски терористи, български граждани, според Павел Шопов членове или симпатизанти на нелегалната организация, наречена Турско национално-освободително движение в България (ТНОДБ). Тази версия е оспорена от Сабри Мехмедали, брат на един от осъдените на смърт.
На 25 април 1988 са осъдени на смърт лицата, пряко участвали в атентата (в скобите е рожденното име): Елин Маджаров (Емин Мехмедали), Алцек Чакъров (Абдула Чакър) и Сава Георгиев (Саафет Реджеб), няколко месеца по-късно същата година присъдата е потвърдена от Държавния съвет на НРБ и осъдените са екзекутирани. Емин Мехмедали (Елин Маджаров) и Абдула Чакър (Алцек Чакъров) са били агенти на окръжното управление на Държавна сигурност в Бургас през 70-те и 80-те години.
Осъдени за помагачество са: на 6 години затвор - Севдалин Алипиев Маджаров (Сабри Мехмедали), брат на първия терорист (лежи 2 г. амнистиран от Желю Желев и освободен в 1990 г.), на 2 години затвор Никола Николов, на по 1 година затвор Севда Латинова и Милко Вълканов. Терористите стават обект на сделка с Турция и са разменени. По-късно Сабри Мехмедали израства до поста областен координатор на ДПС за Бургас.
През 90-те години на сградата на гара Буново е открита паметна плоча. На 11 септември 2007, близо до гарата, е открит паметник на жертвите на атентата. Паметникът представлява монументална скулптурна композиция, висока 7 метра.