1905年10月24日，这天是五大臣出国考察宪政的日子。天刚亮吴樾就起身，打扮成仆人的模样，怀揣炸弹来到正阳门车站。这里岗哨林立，戒备森严。吴樾夹在仆人中间大模大样地混进了车站，走上站台，踏上了五大臣乘坐的高级包厢，急急向车厢里走去。这时一个卫兵拦住他问：你是跟哪个大人的？吴樾回答是跟“泽爷”(即载泽)的。恰好这个卫兵是载泽的侍卫，觉得面生，顿生怀疑。又问：你是几时跟泽爷的？吴樾说：最近才跟的，边说边往里走，这个卫兵拦住了他说：且慢，待我问过泽爷。吴樾恐怕事情败露，急忙从怀中取出炸弹，用火柴燃着引信，他正要把炸弹向车厢内掷去，不料列车已经发动，车厢砰然相撞，发出剧烈震动，炸弹被震落在他的脚下，只听“轰”的一声巨响，烟雾弥漫，车穿地陷。吴樾壮烈牺牲，五大臣中的绍英伤了右股，端方、戴鸿慈受了轻伤，载泽在慌乱躲藏时擦破了头皮。一时间正阳门人喊马嘶，一片混乱，各大臣官吏魂飞魄散，狼奔豕突。五大臣被吓破了胆，逃回府邸后龟缩不出，哪还敢去出洋考察？连慈禧得知正阳门消息后也惶惶不安，一度躲进地下密窖。

吴樾这次英雄壮举产生了极其重大而深远的影响。“北方暗杀团”成员、吴樾好友马鸿亮事后撰文写道：这次事件“虽荆轲之匕，力士之锥，未能命中，然而夺祖龙之魄，振志士之气，声闻全国，名震环球。徐锡麟烈士、熊成基烈士，相继起于皖，黄花岗烈士发于粤，武昌义举遂覆清祚，皆此一弹首发其难，有以速之成也。”

吴樾壮烈牺牲的消息传到南京，赵声痛哭失声，几天茶饭不进，发誓要为吴樾报仇雪恨。消息传到东京，著名革命党人、鉴湖女侠秋瑾怀着沉痛的心情，写了《吊吴樾烈士》的诗一首，诗中有：“皖中志士名吴樾，百炼刚肠如火烈。报仇直以酬祖宗，杀贼计先除羽翼。爆裂同拼歼贼臣，男儿爱国已忘身。可信懵懵天竟瞽，致使英雄志未伸。电传噩耗风潮耸，同志相顾皆色动。打破从前奴隶关，惊回大地繁华梦。死殉同胞剩血痕，我今痛哭为招魂。前仆后继人应在，如君不愧轩辕孙。”

辛亥革命后，中华民国成立。1912年5月26日在北京桐城试馆的礼堂里隆重举行了追悼吴樾的大会，著名革命活动家徐谦、章太炎、蔡元培等都到试馆参加了追悼会。随后，吴樾的遗体被送回安庆，举行了隆重的葬礼。同熊成基领导的马炮营起义时牺牲的八位烈士一起安葬于安庄西门外平头山畔，孙中山亲笔题写了“皖江烈士墓”。1929年安庆市将最繁华的大街命名为吴樾街，在吴樾的故乡桐城县，建立了吴樾祠，办了吴樾中学、吴樾小学。吴樾永远活在人民心中！