1981. május 13-án II. János Pál pápa a vatikáni Szent Péter téren tartotta általános kihallgatását. Fehér terepjáróban hajtott körbe a korlátok mögött szorongó tömeg előtt, amikor délután, pontosan 5 óra 19 perckor egy fiatal férfi közvetlen közelről több lövést adott le rá.
A pápán hatórás műtétet hajtottak végre: belső vérzését csak nehezen tudták elállítani, és több sérült bélszakaszt el kellett távolítani. Valóságos csoda volt, hogy egyetlen létfontosságú szerve sem sérült meg, sőt öt nap múlva már elhagyhatta az intenzív osztályt, és június elején visszatért a Vatikánba. II. János Pál, akit különleges odaadás fűzött Szűz Máriához, megmenekülését a fatimai Madonnának tulajdonította; a testéből kioperált lövedéket gyémántokkal ékes koszorúban Fatimában helyezte el.
A merénylet másnapján kiderült, hogy a helyszínen letartóztatott elkövető a 23 éves török Ali Agca. A pápa már kórházi ágyán megbocsátott a merényletért később életfogytiglani börtönre ítélt Agcának, akit a börtönben is felkeresett, de négyszemközti találkozójukról néhány rövid felvételen kívül soha nem került nyilvánosságra semmi.
Tizenkilenc évi börtön után Agcának 2000-ben a pápa közbenjárására megkegyelmeztek. Törökországban azonban újra börtönbe zárták, mert korábban meggyilkolt egy újságírót. Innen 2010-ben szabadult.
Az olasz parlament hidegháborús titkokat vizsgáló bizottsága azt állítja, hogy a szovjet vezetés, személy szerint Leonyid Brezsnyev pártfőtitkár adott utasítást II. János Pál pápa megölésére. A bérgyilkost az olasz bizottság szerint a szovjet katonai elhárítás bérelte fel bolgár ügynökök közreműködésével, és a nyomokat a keletnémet Stasi tüntette el. Moszkva és Szófia egyaránt tagad.
Agca maga előbb azt állította, hogy saját elhatározásából és társak nélkül hajtotta végre tettét, később ő is a KGB-s narratívát szőtte tovább. Agca – ekkori vallomása szerint – fegyverét a bolgár légitársaság egy római alkalmazottjától kapta, akit olasz bíróság elé is állítottak, ám bizonyítékok hiányában felmentették.
A merénylő idővel már úgy nyilatkozott, hogy a Vatikánon belül voltak bűntársai. Sőt a kuszaságot tovább fokozva később azt is bejelentette: át akar térni a keresztény hitre. A szabadulása után adott első nagyobb interjúban ismét a vatikáni szálat elevenítette fel, mondván: a Szentszék célja az volt, hogy a merényletet a kelet-európai titkosszolgálatok nyakába varrja, ezzel gyöngítve a kommunista rendszert; állítása szerint szándékosan nem az egyházfő fejére vagy szívére kellett céloznia.
Agca 2006-ban II. János Pál utódjával, XVI. Benedek pápával is szeretett volna találkozni, ezért azt kérte, helyezzék szabadlábra. Később azonban ügyvédje közölte: Agca szerint “Ratzinger egy szerencsétlen alak, akivel mégsem akar találkozni”.