Вечером 23 октября 2002 года, услышав о захвате чеченскими террористами зрителей «Норд-Оста» в качестве заложников, Васильев в военной форме, со служебным удостоверением прошёл через оцепление и войдя в здание, вступил в переговоры с террористами. Он надеялся, что террористы захотят иметь в заложниках чиновника юстиции и, видимо, надеялся ценой своей жизни спасти других.
Боевики не поверили, что он пришёл сам, чтобы предложить себя в качестве заложника за других, и расстреляли его.
26 октября 2002 года, после штурма театрального центра, тело Васильева с шестью пулевыми ранениями нашли в подвальном помещении.