22 лютого 2015 року диверсанти російських спецслужб вчинили теракт під час мирної ходи в Харкові, відомої також за неофіційної назвою «Марш єдності».
Мирна хода проходила повз Харківський палацу спорту, коли пролунав вибух. Внаслідок вибуху загинуло 4 особи. Серед них один відомий місцевий проукраїнський активіст Ігор Толмачов, підполковник міліції Вадим Рибальченко, 18-річний студент Харківської Академії міського господарства Микола Мельничук , і п’ятнадцятирічний національно-патріотичний активіст Данило Дідік. Ще 9 отримали поранення.
22 лютого 2015 у Харкові планувалася акція «22 лютого 2014 вигнали бандюковича — 22 лютого 2015 пора вигнати путлера!». На сайті Євромайдану Харків в анонсі зазначалося наступне: «Рік тому у Харкові десятки тисяч людей вийшли щоб завадити планам бандюковича по розколу України. У цьому році путлер нам у Харкові загрожує війною. Знову вийдемо щоб зруйнувати путлерівську маячню. Зустрінемося 22 лютого 2015 року о 12:00 біля палацу спорта, та пройдемо великою ходою до майдану Свободи, продемонструємо ще раз — ми проти сепаратизму та свавілля! Зламаємо навіть саму думку йти до нас» (Сайт Євромайдан Харків. 12 лютого 2015).
Хода почалася біля Палацу спорту, активісти вишикувалися в колону та рушили в напрямку майдану Свободи. Однак близько 13:20, коли колона встигла пройти лише 100 метрів, пролунав вибух. Спрацював пристрій, що, за повідомленням прокурора Харківської області Юрія Данильченка, був протипіхотною міною з радіокеруючим пристроєм. За повідомленням СБУ, вибухівка була захована у кучугурі снігу ще напередодні вночі. Тротиловий еквівалент вибуху — 2 кг. Частину осколків прийняв на себе автомобіль «Газель», який в цей час якраз проїжджав поблизу епіцентру, і це значно зменшило кількість постраждалих.
Внаслідок вибуху на місці загинуло двоє (відомий харківський активіст Євромайдану Ігор Толмачов та підполковник міліції Вадим Рибальченко) та поранено одинадцять осіб. Наступного дня 15-річний Данило Дідік, що внаслідок вибуху отримав тяжку черепно-мозкову травму і впав у кому, помер. 24 лютого помер ще один поранений внаслідок вибуху — 18-річний студент Харківської Академії міського господарства Микола Мельничук.
За фактом вибуху прокуратурою Харківської області було розпочато кримінальне провадження. СБУ оголосила про початок у місті антитерористичної операції. За повідомленням радника голови СБУ Маркіяна Лубківського було затримано 4 підозрюваних — членів підпільного проросійського терористичного угрупування «Харківські партизани», у затриманих було вилучено реактивний вогнемет Джміль. За допомогою цієї зброї терористи (ймовірно за завданням російських спецслужб) готувалися здійснити 22 лютого ще кілька терористичних актів, зокрема, обстріли клубів та торговельних центрів.
23 лютого оголошено в Харкові днем жалоби за загиблими. 24 лютого у Харкові відбулося віче в пам'ять про загиблих. 22 лютого кожного року, поряд з пам'ятним знаком проходять акції по вшануванню загиблих.
24 лютого Указом Президента України загиблий активіст Ігор Толмачов був посмертно нагороджений орденом «За мужність» ІІІ ступеня «за громадянську мужність, патріотизм, самовіддане служіння Українському народові».
2 квітня 2015 прокуратура Харківської області затвердила та направила до Фрунзенського районного суду м. Харкова обвинувальний акт стосовно трьох проросійських підозрюваних в скоєнні теракту — Віктора Тетюцького, Володимира Дворнікова та Сергія Башликова.
22 лютого 2017 прокурор Харківської області Юрій Данильченко заявив, що обвинувачені та їхні захисники використовують всі можливості, щоб затягнути судовий процес. Він також зазначив, що «на 90 % судовий процес завершений», вже відбулося близько 60 судових засідань і ще понад 20 зірвано з вини захисту.
Станом на 5 грудня 2018, розгляд справи тривав у Фрунзенському районному суді м. Харкова. Обвинуваченими залишалися троє проросійських злочинців: Віктор Тетюцький, Володимир Дворніков, Сергій Башликов.
26 грудня 2019 прокурор Володимир Лимар заявив під час чергового засідання суду, що обвинувачені в теракті біля Палацу спорту є в списках на обмін, їх обміну принципово вимагає Росія. Домовленість про обмін утримуваними особами за принципом «всіх на всіх» до 31 грудня була досягнута в рамках Нормандського саміту 9 грудня 2019 року у Парижі Володимиром Зеленським. Прокурор вніс клопотання про зміну запобіжного заходу обвинуваченим з тримання під вартою на особисте зобов'язання та водночас просив довічного ув'язнення для усіх трьох обвинувачених. Адвокат потерпілих від теракту Олег Головков заявив, що передача обвинувачених у цій справі іншій державі «матиме очевидні ознаки злочину проти правосуддя». З його точки зору, обвинувачені не підпадають під жодну придатну для обміну категорію.
Колегія суддів Фрунзенського районного суду Харкова 28 грудня засудила російських диверсантів обвинувачених у теракті Віктора Тетюцького, Володимира Дворнікова та Сергія Башликова до довічного ув'язнення із конфіскацією майна. Однак у зв'язку із «винятковими обставинами» запобіжний захід для засуджених змінений на «особисте зобов'язання». Адвокат потерпілих від теракту Олег Головков після оголошення вироку заявив представникам ЗМІ, що він і його підзахисні не мають ніяких претензій до самого вироку, але мають намір оскаржувати рішення про видачу засуджених як «політичне й жодним чином не пов'язане із законом».
22 лютого 2016 в Харкові поблизу місця скоєння теракту був відкритий пам'ятний знак загиблим. За 4 дні, 27 лютого, 21-літній нетверезий чоловік намагався звалити пам'ятник, розкидав покладені поруч квіти та обмалював зображення державного прапору. Провадження щодо нього було скеровано до суду. У суді він своєї провини не визнав. Його було звільнено від відповідальності через те, що на момент винесення вироку у березні 2019 сплив трирічний строк давності притягнення до кримінальної відповідальності. Також було залишено без розгляду позови про моральну та матеріальну компенсації.
16 січня 2017 Україна подала позов до Міжнародного суду ООН з метою притягнення РФ до відповідальності за вчинення актів тероризму і дискримінації протягом її незаконної агресії проти України. Серед перелічених терористичних атак був названий і теракт під час Маршу єдності.