Vụ pháo kích bắt đầu lúc 14h34 ngày 23/11/2010. Quân đội Triều Tiên bắn vào các vị trí của Hàn Quốc trên đảo Yeonpyeong sau khi Hàn Quốc tổ chức tập trận, nhưng nhiều quả pháo trúng nhà dân khiến người địa phương tháo chạy trong hoảng loạn.
Phía Hàn Quốc đáp trả bằng pháo K-9 155mm tự hành và huy động tiêm kích F-16 đến vùng chiến sự.
Theo các nguồn tin, Bình Nhưỡng đã bắn hơn 100 quả pháo còn Seoul bắn 80 quả. Đây là trận hải chiến nghiêm trọng nhất ở biên giới Triều Tiên — Hàn Quốc kể từ sau cuộc chiến liên Triều năm 1950 — 1953.
Phía Bình Nhưỡng tuyên bố giao tranh là do Hàn Quốc gây sự trước, nhưng phía Seoul khẳng định Triều Tiên đã bắn những loạt đạn pháo đầu tiên vào Yeonpyeong, hải đảo biên giới có dân số khoảng 1.200 người.
Cuộc tấn công đã khiến căng thẳng trên bán đảo Triều Tiên leo thang tột đỉnh. Một loạt nước, trong đó có Trung Quốc, Nga và Nhật Bản đã có phản ứng, bày tỏ lo ngại và kêu gọi ngăn chặn mọi động thái có thể làm cho tình hình nghiêm trọng hơn.