但此时不与旧时同，面对美方发来的第五次邀请函，蒋氏父子的心情却始终飞扬不起来，他们深怕这是尼克松总统以隆重的礼节向“中华民国”作的最后的委婉道别。为此，蒋经国在出发前接受了父亲交代的四项任务：（1）弄清楚美国在华沙会谈中将作何种让步，所谓拟议中的“和平共存协定”究系何指。（2）要求美国重申支持“中华民国”在联大包括安全理事会的席位。（3）确认假如北京再次攻打福建外海的金门、马祖，尼克松是否会根据艾森豪威尔任内通过的决议案提供援助。（4）向美国重申台湾当局反对“台独分子”的立场，并要求更新军事装备。
1970年4月，蒋经国访美期间与美国官员会谈。
4月24日早晨，蒋经国邀请台北各报驻美记者共进早餐。餐点是特制的寿桃寿糕，借以庆祝他六十华诞。席间，蒋经国致词，强调“国家的处境虽然很困难，反共复国的前途，还是充满希望与光明”。9时散会后，蒋经国即驱车赴华府近郊的安德鲁空军基地，飞往纽约。
美方对“太子”的行程安全作了极为细致的安排：蒋经国抵美后，其座车将以每小时50公里的速度前行。座车上安装有钢甲和防弹玻璃，一路上由摩托车队开道和翼卫。行车所经路线四向红灯，待座车开过半分钟后始亮绿灯，让其他车辆通行。简单地说，在座车里、在行车时，安全是不会有问题的。唯一必须警惕的是：进出旅馆时无钢甲和防弹玻璃的屏蔽，容易遭到袭击。因此，美国方面在旅馆附近戒备森严：将距蒋经国10公尺的区域划为“内围”，由美国国务院特派的礼宾人员和台湾的随行人员担任警戒；将距蒋经国10—20公尺的区域划为“中围”，由美方穿便衣和穿制服的安全人员混合编组，担任警戒；将距蒋经国20—50公尺的区域划为“外围”，由纽约警局武装人员担任警戒。因为在西方人眼中，中国人的体态特征都较为相似，所以，美方的安全人员在蒋经国一行下机时即拍下了完整的彩色影片，并将影片冲印多个拷贝，分给各个安全单位作“勤务前教育”，让他们认清每一随行人员的面貌和特征。他们还要求台湾的随行人员在这四天内不要更换和原来截然不同的服装，或将发型、胡子作太大的变化，以免一时反应来不及而影响安全。
尽管有这样严密的防范措施，但刺蒋案还是发生了。根据杨镇在《蒋经国遇刺目击记》中的回忆，当时的情形是这样的：
4月24日12时10分，蒋经国离开下榻的庇尔旅社，在警车开道下，坐一辆专为迎宾的“林蒙生”长形黑色轿车，驶往普莱兹大饭店，出席美东工商协会的餐会。从庇尔旅社到普莱兹酒店，仅仅隔了两个街区，蒋经国原拟步行前往，但因有人在酒店附近示威，美国方面遂坚持要他以车代步。中午的曼哈顿闹区，交通十分拥挤，蒋经国的座车在警车鸣笛开道下，竟用了约五分钟才走完两条街的距离。
12时15分，蒋经国抵达普莱兹酒店门前，此时约有25名“台独分子”站在对街手持标语向他狂喊乱叫，边上也有不少纽约市居民围着看热闹。美国国务院从华盛顿派来的两名安全官左右翼卫着蒋经国下了车，迈上了普莱兹酒店正门铺着红地毯的台阶，后面紧跟着纽约市警察局的两名便衣。正当蒋经国走完台阶，将要进入正门之际，突有两名“台独分子”自两侧的大理石柱后迅速闪出，分由两旁冲过警卫。随在蒋经国身后的便衣警探亨利·苏尼兹一把将自左边窜出的黄文雄拉住，并向另一便衣警探詹姆士·沙德叫道：“注意，吉美，这小子手上有枪。”说时迟，那时快，蓄意行凶的黄文雄已举起手枪，瞄向蒋经国的身后。正在千钧一发之际，沙德自腋下以擒拿手法锁住黄文雄引机待发的右腕，使子弹偏离射出，嵌入酒店内楼大餐馆的墙壁中。苏尼兹乘机用脚把转动门顶死，使黄文雄夹在门缝里动弹不得，另两名警卫遂会同沙德将凶徒缴械制服。与此同时，另一个涉案刺客郑自才亦被警卫人员以擒拿手法压倒在地。郑氏挥拳拒捕，结果被警棍打得头破血流，一副眼镜也被击碎在地。
蒋经国对遇刺事件强作镇静，当晚仍抖擞精神，参加了纽约“中华总公所”华侨领袖举行的欢迎大会。宴会未终，美国记者追踪而至，请他发表“遇刺感想”。蒋经国说：“这些怀有异见的人，他们如果有什么不同意见，可以向我陈述，我一定接见。至于这两个被拘捕的无知青年，我希望美国将他们释放。”后来美国真的把黄文雄、郑自才释放了！这一天的《纽约时报》、《华盛顿邮报》上，都大篇幅刊登了安德鲁机场的新闻和照片，并登了“台独分子”的谈话和照片，而蒋经国遇刺的新闻却一笔带过，未加任何评论。美国总统尼克松、国务卿罗杰斯在晚些时候亲自出马，向蒋经国表达了美国式的歉意。他们表示身为地主国的主人，在接待如此一位贵宾时竟然发生这样不愉快的“插曲”，感到非常的难过。但他们又声称，在这一个“完全民主开放的国家”，无法杜绝此类事情的发生，譬如肯尼迪总统也一样遇刺，而且被刺殒命，因此希望台湾方面勿因此“意外事件”而介意。蒋经国“大人有大量”，回答说：“昨日事情发生之当时，我并未受惊，事后我第一个关心的事则为有没有人因为我的来访，而被这一‘意外事件’受到误伤，在知道没人受到误伤之后，我就如释重负了。一天以后，如不是总统先生和国务卿先生提起，我几乎都已忘了这一‘意外事件’了。”紧接着，他话锋一转，向尼克松表示：“中华民国绝对不放弃反攻大陆的政策。”尼克松乘机拾阶下台，称：“亚洲的问题，应该由亚洲人自己解决。”蒋经国对于尼克松这种颇能符合“中华民国国策”的姿态表示满意，他对中国记者发表讲话时说：“尼克松政权的政策是积极的，而非消极的。中美两国间将会更加了解。”