Четвертого апреля 1968 года Рэй прибыл в Мемфис под именем Джона Уиллорда. В отеле на Саут-Мэйнстрит он снял номер, окна которого выходили на отель «Лоррейн». Однако стрелять решил не из номера, а из окна общей ванной комнаты. Для этого у него была припасена винтовка «ремингтон». Расстояние от окна ванной до балкона Кинга было семьдесят метров. В 18.01 Кинг вышел на балкон и был сражен наповал с одного выстрела.
После этого Рэй собрал, свои вещи и выехал на белом «мустанге» из города. Путь его лежал в канадский город Торонто.
В 1993 году в газете «Вашингтон пост» некий Роберт Эндрюс написал статью под названием «Так кто же действительно убил Мартина Лютера Кинга?», в которой писал о том, что Рэй с момента своего бегства из тюрьмы и до ареста 8 июня 1968 года в Лондоне вел себя не как хронический недотепа (таков был его имидж), а как профессиональный шпион, который умело маскировался под именами реальных людей, живших в Торонто и внешне напоминавших Рэя: брюнеты той же комплекции и возрастной группы. То есть этих людей взяли не наугад, из телефонного справочника. Просто кто-то ему во всем этом помогал. Тем более что до этого Рэй никогда не был в Торонто.
Между тем именно Торонто всегда славился тем, что там всегда можно было купить или изготовить любой фальшивый паспорт. Вспомним убийство Л. Троцкого: Рамон Меркадер делал себе фальшивый паспорт именно в Торонто.
В Торонто Рэй пробыл два месяца и все это время с кем-нибудь встречался или ему звонили по телефону. Кто были эти люди, полиция так и не установила.
Прожив в Торонто до начала июня 1968 года, Рэй затем вылетел в Лондон, где его и арестовали 8 июня. К тому времени он уже носил имя Джорджа Снейда, и именно это имя привлекло внимание канадской полиции. Она дала знать о своих подозрениях английскому (котланд-Ярду, и тот арестовал Рэя прямо в аэропорту. Однако все обвинения полиции в причастности к убийству Мартина Лютера Кинга Рэй категорически отвергал. 1-го адвокат Артур Дж. Хейнс делал все от него зависящее, чтобы не допустить выдачи Рэя американским властям. Однако это в конце концов все-таки произошло, и в журнале «Лайф» тут же появилась статья, в которой писалось: «Погоня длилась 64 дня, и это была детективная работа высшего класса… Свыше 600 сотрудников канадской полиции, мексиканских и португальских полицейских, Интерпола и Скотланд-Ярда приняли участие в этой криминалистической погоне, которая проходила на территории пяти стран».
В начале 1969 года в Мемфисе состоялся суд над Джеймсом Эрлом Рэем. Защита подсудимого предъявила судье Беттлу письменное признание Рэя своей вины, после чего был оглашен приговор: 99 лет тюрьмы. В лаконичном обосновании приговора подчеркивалось, что Рэй действовал в одиночку, никакого заговора против Мартина Лютера Кинга в данном убийстве не было. Таким образом, Рэй повторил судьбу убийцы президента США Д. Кеннеди Ли Харви Освальда, который тоже был объявлен убийцей-одиночкой.
Между тем так же, как и убийство Д. Кеннеди, это убийство таило в себе массу неразгаданного. Например, было известно, что Рэй никогда не страдал расизмом, был всего лишь мелким уголовником, и поэтому его желание убить лидера чернокожих американцев казалось но меньшей мере странным. Комиссия, расследовавшая но дело, первоначально разрабатывала версию о том, что некий неизвестный расист заплатил Рэю пятьдесят тысяч долларов за это убийство, но реального подтверждения эта версия так и не нашла.
Суд над Рэем длился всего лишь час, так как адвокат убедил его во всем признаться. Однако если бы Рэй признал себя невиновным, доказать обратное было бы совсем не легко. Так, например, на винтовке Рэя были обнаружены отпечатки пальцев, которые не удалось идентифицировать. В номере гостиницы, где он жил, не было найдено ни одного отпечатка его пальцев. Баллистическая экспертиза оказалась невозможной, поскольку смертельная пуля раскололась на три части и не годилась для идентификации винтовки. Кроме того, опознать Рэя как жильца гостиницы, из которой и был произведен выстрел, могла лишь супружеская чета Стивенсов. Но, как выяснилось, в момент, когда убийца выходил из гостиницы, Чарльз Стивене был беспробудно пьян и поэтому не мог опознать его.