Στις 4 Απριλίου 1968, στο Μέμφις, ο King τραυματίστηκε θανάσιμα από σφαίρα ελεύθερου σκοπευτή ενώ στεκόταν στο μπαλκόνι έξω από το δωμάτιο του δεύτερου ορόφου στο Motel Lorraine. Εκείνο το βράδυ, ένα κυνηγετικό τουφέκι Remington 0.30-06 βρέθηκε στο πεζοδρόμιο δίπλα σε ένα ξενώνα ένα τετράγωνο από το Lorraine Motel. Κατά τη διάρκεια των επόμενων εβδομάδων, το τουφέκι, οι αναφορές αυτοπτών μαρτύρων και τα δακτυλικά αποτυπώματα στο όπλο εμπλέκουν έναν μόνο ύποπτο: τον δραπέτη κατάδικο James Earl Ray. O Ray δραπέτευσε από το Μιζούρι τον Απρίλιο του 1967 ενώ εξέτιε ποινή για απαγόρευση. Τον Μάιο του 1968 ξεκίνησε ένα τεράστιο ανθρωποκυνηγητό για τον Ρέι. Το FBI τελικά διαπίστωσε ότι είχε αποκτήσει καναδικό διαβατήριο με ψεύτικη ταυτότητα, κάτι που τότε ήταν σχετικά εύκολο.
Στις 8 Ιουνίου, οι ερευνητές της Σκότλαντ Γιαρντ συνέλαβαν τον Ray σε ένα αεροδρόμιο του Λονδίνου. Ο Ray προσπαθούσε να πετάξει στο Βέλγιο, με τελικό στόχο, όπως παραδέχτηκε αργότερα, να φτάσει στη Ροδεσία. Η Ροδεσία (τώρα ονομάζεται Ζιμπάμπουε) κυβερνούνταν εκείνη την εποχή από μια καταπιεστική και διεθνώς καταδικασμένη κυβέρνηση λευκής μειονότητας. Εκδόθηκε στις Ηνωμένες Πολιτείες. Ο Ray στάθηκε ενώπιον ενός δικαστή στο Μέμφις τον Μάρτιο του 1969 και ομολόγησε την ενοχή του για τη δολοφονία του King προκειμένου να αποφύγει την ηλεκτρική καρέκλα. Καταδικάστηκε σε 99 χρόνια φυλάκιση.
Τρεις μέρες αργότερα, προσπάθησε να αποσύρει την ένοχη δήλωση του, ισχυριζόμενος ότι ήταν αθώος για τη δολοφονία του King και είχε υπάρξει θύμα μιας μεγαλύτερης συνωμοσίας. Υποστήριξε ότι το 1967, ένας μυστηριώδης άνδρας ονόματι «Ραούλ» τον είχε πλησιάσει και τον είχε στρατολογήσει σε μια επιχείρηση με όπλα. Στις 4 Απριλίου 1968, ωστόσο, συνειδητοποίησε ότι επρόκειτο να γίνει ο βασικός ύποπτος για τη δολοφονία του King και διέφυγε για τον Καναδά. Η πρόταση του Ray απορρίφθηκε, όπως και δεκάδες άλλα αιτήματά του για δίκη τα επόμενα 29 χρόνια.
Κατά τη διάρκεια της δεκαετίας του 1990, η χήρα και τα παιδιά του Martin Luther King Jr μίλησαν δημόσια υπέρ του Ray και των ισχυρισμών του, αποκαλώντας τον αθώο και εικασίες για μια συνωμοσία δολοφονίας στην οποία εμπλέκεται η κυβέρνηση και ο στρατός των ΗΠΑ. Οι αρχές των ΗΠΑ, στο μυαλό των συνωμοτών, εμπλέκονταν περιστασιακά. Ο διευθυντής του FBI Edgar Hoover είχε εμμονή με τον King, για τον οποίο πίστευε ότι βρισκόταν υπό κομμουνιστική επιρροή. Τα τελευταία έξι χρόνια της ζωής του, ο King έγινε θύμα συνεχών υποκλοπών και παρενοχλήσεων από το FBI. Πριν από το θάνατό του, ο King παρακολουθούνταν επίσης από τις αμερικανικές στρατιωτικές υπηρεσίες πληροφοριών, οι οποίοι μπορεί να κλήθηκαν να παρακολουθήσουν τον King αφού κατήγγειλε δημόσια τον πόλεμο του Βιετνάμ το 1967. Επιπλέον, ζητώντας ριζικές οικονομικές μεταρρυθμίσεις το 1968, συμπεριλαμβανομένων των εγγυημένων ετήσιων εισοδημάτων, ο King έκανε λίγους νέους φίλους στην αμερικανική κυβέρνηση της εποχής του Ψυχρού Πολέμου.
Με την πάροδο των ετών, η δολοφονία επανεξετάστηκε από την Επίλεκτη Επιτροπή Δολοφονιών της Βουλής, την κομητεία Σέλμπι του Τένεσι, το γραφείο του εισαγγελέα της περιφέρειας και τρεις φορές από το Υπουργείο Δικαιοσύνης των ΗΠΑ. Όλες αυτές οι έρευνες έχουν τελειώσει με το ίδιο συμπέρασμα: ο James Earl Ray δολοφόνησε τον Martin Luther King Jr. Η επιτροπή της Βουλής αναγνώρισε ότι μπορεί να υπήρχε μια συνωμοσία χαμηλού επιπέδου, στην οποία εμπλέκονταν ένας ή περισσότεροι συνεργοί του Ray, αλλά δεν αποκάλυψε στοιχεία που να το αποδεικνύουν οριστικά. Εκτός από το πλήθος αποδεικτικών στοιχείων εναντίον του, όπως τα δακτυλικά του αποτυπώματα στο όπλο της δολοφονίας και την παραδοχή της παρουσίας του στο σπίτι στις 4 Απριλίου, ο Ray είχε ένα σαφές κίνητρο για τη δολοφονία του King : το μίσος. Σύμφωνα με την οικογένεια και τους φίλους του, ήταν ένας ειλικρινής ρατσιστής που τους είπε για την πρόθεσή του να σκοτώσει τον King. Ο Ray πέθανε το 1998.
