Najpierw wybuchł samochód, zaparkowany koło restauracji w centrum miasta. Kilka minut później zamachowiec samobójca wmieszał się tam w tłum i zdetonował materiał wybuchowy, który miał w kamizelce. Motywy zamachu nie są znane. Tal Afar, zamieszkany głównie przez Turkmenów, leży 420 km na północ od Bagdadu, w pobliżu granicy z Syrią. Większość mieszkańców stanowią sunnici.