Enligt ryska medieuppgifter promenerade han i sällskap av en ukrainsk kvinna i närheten av murarna runt Kreml och passerade precis en bro när en bil stannade till i närheten av duon. Flera män ska ha stormat ut ur bilen och sköt 55-årige Nemtsov i ryggen med fyra skott.
Mordet inträffade två dagar innan Nemtsov skulle delta i en fredsdemonstration utanför Kreml i protest mot Rysslands engagemang i det ukrainska inbördeskriget. Nemtsov var en uttalad Putinkritiker och stark motståndare till den ryska annektionen av Krimhalvön. Han var dessutom under en kort period på 90-talet vice premiärminister i Ryssland under Boris Jeltsins presidentskap.
Enligt Kreml har den ryske presidenten Vladimir Putin framfört sina djupaste kondoleanser till Nemtsovs familj och har uppmanat inrikesdepartementet och säkerhetstjänsten att hålla utredningen under "personlig uppsikt".
Putin sade bland annat att det "brutala mordet har alla tecken på ett lönnmord och är av en mycket provokativ natur".