Markiełowa i jego dziewczynę, dziennikarkę opozycyjnej „Nowej Gazety" Anastazję Baburową (wyraźnie przypadkowo, jako świadka zbrodni), zastrzelono w biały dzień na moskiewskiej ulicy w 2009 roku. Oboje dostali po kuli w tył głowy. Kilka kamer monitoringu uwieczniło odchodzącego mordercę, ale nagrania – prócz jednego, ale to dla odmiany pokazywało go jedynie z tyłu – były zbyt niewyraźne.
Markiełow był adwokatem, po uszy zaangażowanym w prawne wspieranie rosyjskich radykalnych lewicowców, zwalczających legalne i nielegalne ugrupowania nacjonalistyczne i faszystowskie. Ale zajmował się też sprawami, którymi mógł narazić się osobom potężniejszym niż szowinistyczne podziemie.
Zaangażował się w sprawę pobitego prawie na śmierć obrońcy chimkowskiego lasu, który powiązane z władzą lobby chce wbrew prawu wyciąć, by zrobić miejsce autostradzie Moskwa – Petersburg. Bronił też wielu Czeczenów, przeciwników promoskiewskiego dyktatora Ramzana Kadyrowa. A tuż przed śmiercią występował na konferencji prasowej, w czasie której zapowiedział zaskarżenie decyzji o przedterminowym zwolnieniu Jurija Budanowa – rosyjskiego pułkownika, skazanego na dziesięć lat za zgwałcenie i zabicie czeczeńskiej dziewczyny.
Podsądni to Nikita Tichonow i jego partnerka Jewgienija Chasis. Oboje są powiązani ze skrajnymi ugrupowaniami nacjonalistycznymi, ponadto handlowali bronią. Najpierw przyznali się do morderstwa, potem to odwołali, twierdząc, że ich zmuszono. U niego znaleziono broń, która posłużyła do zabójstwa – zabytkowy browning z 1910 roku. Tichonow twierdzi, że dostał go już po zabójstwie od lidera jednej z radykalnie szowinistycznych grup. Ten zaprzeczył i zeznał, że sam Tichonow chwalił mu się zabójstwem Markiełowa.
Przysięgli orzekli, że mordercy działali wraz z nieustalonymi wspólnikami. Nie sprecyzowali, czy chodzi o pomocników, czy zleceniodawców. Wielu obserwatorów wyrażało wątpliwości, czy Tichonow sam podjął decyzję o zabójstwie, czy też był wykonawcą zamówienia złożonego przez kogoś ważniejszego. W wielu podobnych sprawach, np. zabójstwa Anny Politkowskiej, organy ścigania schwytały wykonawców, nie wyjaśniły jednak, kto kazał pociągnąć za spust.
