Убийство полицейского наблюдали несколько человек, и, когда убийца скрылся, один из них в 13.16 по рации Типпита вызвал полицию. Через шесть минут полиция уже передавала во все свои подразделения описание предполагаемого убийцы Типпита: «белый мужчина, примерно тридцати лет, ростом 5 футов 8 дюймов, черноволосый, неплотного телосложения, одет в белую куртку, белую рубашку и черные брюки».
Двадцатью минутами позже примерно в шести домах от места убийства полицейского менеджер обувного магазина Джонни Брюэр услышал по радио, что недалеко от его магазина был убит полицейский. Рядом зазвучали сирены патрульных машин, и Брюэр заметил, как в магазин заскочил мужчина, повернувшийся спиной к улице. Дождавшись, когда машины удалятся, он выбежал на улицу. Брюэр побежал за незнакомцем и увидел, как тот проскользнул без билета в находившийся рядом кинотеатр. Брюэр сообщил об этом кассиру, тот вызвал полицию, и примерно в 13.45 по тревоге к кинотеатру направилось сразу несколько машин.
Полицейские вошли в зал, где был зажжен свет, и Брюэр показал подозрительного мужчину во втором ряду (это официальная версия событий; сам Брюэр утверждал, что никого полиции не показывал). Это был Освальд. Когда к нему приблизился полисмен, Ли сказал: «Теперь все кончено» и поднял руки. Затем неожиданно он ударил полицейского в лицо кулаком и попытался вытащить пистолет, но был сразу же обезоружен. По некоторым данным, Освальд даже успел нажать на спусковой крючок, но пистолет дал осечку. Его стали бить. Но Освальд лишь крикнул, что не оказывает при аресте сопротивления. Видимо, он боялся, что его ликвидируют при попытке к бегству.
Брюэр рассказал комиссии Уоррена, что когда Освальд боролся с полицейскими, один из них крикнул: «Ты убил президента, не так ли?» Но в то время никто не мог официально знать, что Освальда подозревают в покушении на Кеннеди. Формально полицейские арестовывали лишь убийцу своего коллеги Типпита. Скорее всего, наводку полиции дал Джек Руби, на встречу с которым в кинотеатр и шел пораженный убийством Кеннеди Освальд. Именно поэтому он сначала и оказал сопротивление: видимо, думал, что его прикончат так же, как и президента часом ранее. Зато потом он кричал, что не сопротивляется аресту, чтобы полицейские не могли застрелить его и свалить все дело на случайности рукопашной схватки. Когда Освальда вели по фойе, он громко протестовал против произвола полиции.
В тот день на начинавшийся ровно в час киносеанс пришло 10 — 15 зрителей (в зале было 900 мест). Комиссия Уоррена почему-то допросила только двоих из них. Джордж Эпплин рассказал, что, когда в зал ворвались вооруженные полицейские, он сказал сидящему рядом с ним человеку: «Дружище, тебе бы лучше уйти. Здесь оружие». Но тот продолжал сидеть как ни в чем не бывало. В 1979 году Эпплин сообщил, что этим человеком был Джек Руби. Сразу после покушения он, Эпплин, боялся сказать об этом, памятуя печальную судьбу многих разговорчивых свидетелей.
Служащий кинотеатра Бэрроуз подтвердил, что кто-то проскользнул в зал без билета примерно в 13.35. Но это был не Освальд. Освальд, по данным Берроуза, зашел в кинотеатр сразу после начала сеанса и не скрывался. Примерно в 13.15 человек, позже арестованный полицией, покупал у него попкорн. Еще один зритель подтвердил, что Освальд находился в кинозале практически с момента начала фильма. Весьма вероятно, что в зал без билета действительно проскользнул убийца Типпита. А вот Освальда, который там ждал контакта с Руби, кто-то заранее «заложил» полиции. Весьма вероятно, что это был сам Руби.
Если посмотреть на зач кинотеатра, то для проскользнувшего без билета зрителя было бы логично укрыться не в партере (где сидел Освальд), а на балконе. Там и видели человека, который прошел без билета. В первых сводках полиции об аресте говорилось, что подозреваемого задержали именно на балконе кинотеатра. Вот только подозреваемый (настоящий Освальд) был одет в коричневую, а не в белую рубашку.
Между тем один из свидетелей наблюдал, как полиция выводила какого-то человека не из центрального входа в кинотеатр, а из заднего. Причем тот задержанный был как раз в белой рубашке.
Один из участников ареста Освальда лейтенант Каннингхэм утверждал, что он допрашивал какого-то молодого человека, сидевшего на ступеньках балкона. Но тут «менеджер» кинотеатра показал ему подозреваемого и того задержали. Но ни «менеджера», ни молодого человека впоследствии обнаружить так и не удалось.
Сразу после 14.00 некто Уайт увидел человека в белой рубашке с короткими рукавами, который сидел в красной автомашине «форд фалькон» 1961 года выпуска с заведенным двигателем неподалеку от кинотеатра, откуда к тому времени уже увезли Освальда. Когда Уайт подошел к машине, водитель повернулся и посмотрел на него, а потом сразу же уехал. Увидев позднее Освальда по телевизору, Уайт узнал в нем водителя «форда». ФБР сказало обратившемуся к ним Уайту, что в то время реальный Освальд был уже под арестом в полицейском управлении Далласа. Но Уайт прошел полицейскую подготовку и записал номер подозрительной автомашины. Номер проверили и выяснили, что он принадлежит совсем другой машине: синему «Плимуту» 1957 года выпуска. «Плимут» же был зарегистрирован на некоего Карла Мэтера, близкого друга Типпита. Мэтера в 70-е годы допросил Специальный комитет конгресса по покушениям, но материал допроса остается засекреченным. Причем Мэтер соглашался говорить только в обмен на иммунитет от уголовного преследования.
В этот же день 22 ноября полиция обнаружила на небольшом аэродроме под Далласом самолет с работающим двигателем, который якобы должен был отвезти трех человек в Мексику.
Между тем в 12.43 машина президента прибыла в Парклендский госпиталь, который в Далласе был единственным специально оборудованным для всякого рода экстренных ситуаций. Там постоянно дежурили квалифицированные врачи. Кеннеди еще дышал, хотя и нерегулярно. Ему сделали массаж сердца и трахеотомию (отверстие в горле), чтобы облегчить дыхательный процесс. Но лучшие врачи были бессильны и, как уже отмечалось выше, в 13.00 Кеннеди скончался. В операционной рядом спасали Коннэли, который на короткое время пришел в сознание. Его ранение было тяжелым, но не смертельным.
Носилки на колесиках, с которых сняли Коннэли, поставили рядом с лифтом. Там же стояли еще одни, с которых недавно сняли маленького ребенка, порезавшегося осколками бутылки. Служащий госпиталя Томлисон нашел «волшебную» пулю именно на этих носилках, хотя во время допроса в комиссии Уоррена его пытались сбить с толку и убедить, что пулю он мог подобрать только с носилок Коннэли. Кто-то, кто подбросил пулю, положил ее именно на носилки ребенка, так как на них лежали окровавленные бинты, и заговорщики решили, что именно эти носилки так или иначе связаны с убийством Кеннеди.
Как уже отмечалось, в госпитале в то время был Джек Руби, спросивший знакомого журналиста Сета Кантора, не стоит ли ему закрыть свой ночной клуб в знак траура по погибшему президенту. Сам Руби утверждал в комиссии Уоррена, что он вообще не был в Парклендском госпитале в тот день. Комиссия поверила ему и не поверила журналисту. Через десять лет (Руби был уже мертв) Комитет конгресса по покушениям пришел к прямо противоположному выводу.
Джонсон между тем собирался возвращаться в Вашингтон на президентском самолете, но Жаклин не хотела лететь без мужа, а Джонсон якобы не хотел лететь без Жаклин. Поэтому тело президента положили в бронзовый гроб, и самолет ВВС номер один взял курс на американскую столицу. Джонсон первым делом объявил, что убийство президента — часть мирового коммунистического заговора и ему необходимо немедленно принести присягу в качестве президента, чтобы нация не осталась без руководства в критический момент. Быстро подыскали судью, которая привела Джонсона к присяге. Один из помощников Кеннеди сказал другому, глядя в самолете в спину 36-го президента США: «Сейчас он получил все, что хотел. Но в 1968 году мы отыграемся». Прогноз был почти верным. Но этим «почти» оказались пули палестинца Сирхана Сирхана (тоже, естественно, одиночки), оборвавшие жизнь кандидата на пост президента США Роберта Кеннеди.