Falyalı, ailesiyle birlikte akşam yemeğinden çıktıktan sonra iki arabayla seyir halindeyken kimliği belirsiz kişilerce arabası kurşunlandı. Halil Falyalı güvenlik tedbirlerine istinaden öndeki araçta bulunurken eşi ve çocuğu da arkadaki araçta bulunuyordu.
Falyalı'nın aracında bulunan koruması olay yerinde hayatını kaybederken, Falyalı vücuduna isabet eden yedi kurşun ağır yaralı olarak Dr. Burhan Nalbantoğlu Devlet Hastanesi’ne kaldırıldı. Falyalı'nın ardından Yakın Doğu Üniversitesi hastanesine sevk edildiği öğrenildi. Falyalı burada yaşamını yitirdi.