В 11:44 Харрис и Клиболд спустились в столовую, где их действия были записаны камерами наблюдения. Харрис остановился на лестнице, присел на колено и сделал восемь выстрелов в ранее заложенную сумку с бомбой. После нескольких неудачных попыток Клиболд подошёл к бомбе и попытался привести её в действие вручную, но вновь ничего не вышло. Ученики, прятавшиеся в столовой, слышали, как один из нападавших говорил: «Сегодня миру придёт конец. Сегодня мы умрём».
Вернувшись на верхний этаж, Харрис и Клиболд начали бродить по северному и южному коридорам, бесцельно стреляя во всё что можно. Позже один из учеников, находившийся в классе, вспоминал, что нападавшие призывали всех выйти из классов, выкрикивая: «Мы знаем, что вы здесь, выходите!». В 11:57 они вернулись в столовую и зашли на кухню, но долго там не оставались.
В полдень парамедики пожарной охраны Литтлтона начали вытаскивать школьников, лежащих снаружи школы недалеко от дверей столовой. Харрис и Клиболд стали стрелять по парамедикам из окон библиотеки, которая находилась над столовой, этажом выше. Прикрывая парамедиков, помощники шерифа и полицейские открыли ответный огонь. Харрис и Клиболд стреляли до 12:05. После этого не было слышно ни одного выстрела, про который можно было бы утверждать, что его произвели именно они. Из-за стрельбы, прикрывавшей эвакуацию, свидетели не смогли точно определить, когда Харрис и Клиболд совершили самоубийство.
Следователи считают, что это произошло вскоре после того, как Харрис и Клиболд стреляли из окон. Косвенной уликой стало срабатывание датчика дыма в библиотеке в 12:08, зафиксированное на пульте пожарной охраны. Этот датчик расположен над местом, где позднее нашли тела подозреваемых. Считается, что датчик сработал от небольшого возгорания бутылки с зажигательной смесью. Один из стрелков зажёг бутылку с зажигательной смесью и поставил её на стол. По вещественным уликам следствие установило, что от нагрева стекло бутылки лопнуло, смесь растеклась по столу, и таким образом началось возгорание. Тщательное расследование, произведенное инспектором по поджогам, установило, что улики указывают на то, что возгорание на столе началось уже после смерти подозреваемых.
Каждый из стрелков умер от огнестрельной раны головы — Харрис выстрелил себе в нёбо из помпового ружья и умер мгновенно (взрыв от выстрела разрушил почти все его лицевые кости), Клиболд выстрелил в левый висок из своего пистолета и, по расчётам экспертов, потерял сознание, но где-то около минуты ещё оставался жив и умер, когда его лёгкие заполнились кровью.