В связи с разоблачениями Д. Холодовым коррупции в ЗГВ депутаты Государственной думы попросили выступить его на слушаниях в Думе, имея на руках конкретные документы. Журналист согласился.

Утром 17 октября Холодову позвонил его информатор и сообщил, что в одной из камер Казанского вокзала находится кейс с очень важными документами. Получив это сообщение, Холодов тут же отправился на указанный вокзал и взял из камеры кейс. Открывать его на вокзале он не стал, а вернулся на свое рабочее место — в редакцию газеты. В 12.55 он вошел в кабинет заместителя главного редактора Вадима Поэгли, где было его рабочее место. В тот момент там находился только один человек — журналистка Екатерина Деева. Далее послушаем ее собственный рассказ:

«Дима даже не снял куртку — видно, только что поднялся с улицы и очень торопился. Сел на стул справа у окна… он сидел вполоборота, чуть наклонясь к окну.

Через несколько мгновений прогремел взрыв. Меня оглушило волной. Единственное, что помню, — клочья бумаги, которые медленно, медленно кружатся в красном дыму…»

Как установили затем эксперты, в момент взрыва Холодов находился в положении сидя, «дипломат» стоял у правой ноги, и он открывал его обеими руками в наклонном положении. Взрыв прогремел в 13.00, и в результате его Холодов получил тяжелейшие ранения. Его смерть наступила от двух травм: сильнейшего травматического шока и моментального обескровливания организма, когда буквально за 10–15 минут он потерял почти всю кровь.