Ubijen je u ponedjeljak po danu, u centru Moskve, a likvidaciju je izvršio maskirani napadač i to uz pomoć pištolja s prigušivačem. Markelov je ubijen pucnjem u glavu s male udaljenosti, nakon što je napustio konferenciju za medije. Mlada novinarka Bauburova koja se u tom trenutku našla u blizini, a pokušala je pomoći Markelovu nakon što je napadnut, također je likvidirana, te je preminula u bolnici. Policija međutim tvrdi kako postoji nekoliko svjedoka ubojstva.
>> Ubojica Politkovske 'dobio dva milijuna dolara'
Ubojstva Markelova i Baburove u sred bijela dana, izazvala su niz negodovanja diljem Rusije, gdje su novinari i odvjetnici koji se usude suprotstaviti politici i službenoj verziji prave uredno žrtve likvidacija. Ubojstvo je također potaknulo bijes među Čečenima, koji su ionako bili nezadovoljni puštanjem na slobodu ruskog pukovnika Yurija Budanova prošli tjedan, a protiv čijeg oslobađanja se borio i Markelov. Budanov je inače optužen za prekoračenje ovlasti i ubojstvo Čečenke, no ruski nacionalisti slave ga kao heroja. Cijeli slučaj privukao je pažnju ruskih i stranih medija, jer ga se gledalo kao test vlasti u pogledu sankcioniranja kršenja ljudskih prava u Čečeniji.
Sve to asocira na ubojstvo novinarke Anne Politkovskaje 2006., koja je ujedno bila Markelova štićenica, borac protiv kršenja ljudskih prava u Čečeniji te oštra Putinova kritičarka. Naime odvjetnici koji zastupaju kritičare Kremlja i one koji ukazuju na korupciju u vlasti često postaju mete plaćenih ubojica, a Politkovskaja je samo jedna od žrtava otkad je Putin, sada premijer, započeo svoje 8 godišnje predsjedavanje Rusijom 2000.
Markelov, koji je zastupao Politkovskaju, inače je puno pisao o kršenju ljudskih prava u Čečeniji te zastupao slučajeve koji su se bavili tom problematikom.