Неизвестные расстреляли 45-летнего Резаи в тот момент, когда он выходил из своего дома в Тегеране. Сообщается, что убийцы открыли огонь, проезжая мимо Дариуша Резаи на мотоциклах. При нападении на физика ранения получила его жена. Ее доставили в одну из больниц города.
Ученый, по данным иранского агентства ISNA, которые приводит Agence France-Presse, был связан с Организацией по атомной энергии Ирана. Кроме того, он преподавал атомную технику в одном из университетов Тегерана.
В 2010 году в Иране были убиты минимум три ученых-физика, связанных с разработкой ядерной программы страны. В январе было совершено покушение на Али Мохаммади. Возле машины, в которой находился ученый, взорвался заминированный мотоцикл.
В ноябре в Тегеране за один день было совершено сразу два покушения на физиков-ядерщиков. В разных районах города киллеры, ехавшие на мотоциклах, закрепили на автомобилях, в которых находились ученые, взрывные устройства. В результате покушения погиб физик Маджид Шахриари. Его коллега Ферейдун Аббаси получил ранения, но выжил.
В январе 2011 года иранские власти объявили о разоблачении агентурной сети израильской спецслужбы "Моссад", возложив на выявленных шпионов ответственность за покушения. Кроме того, официальный Тегеран называл заявлял о наличии у агентов неких "пособников" в США и Великобритании.