Gärningsmannen, som enligt syriska inrikesdepartementet har koppling till terrorgruppen IS, öppnade först eld mot människorna inne i kyrkan S:t Elias i stadsdelen Dwelaa. Därefter detonerade terroristen ett bombbälte han hade runt sig.
Attacken är den första av sitt slag i den syriska huvudstaden sedan islamistiska rebeller störtade den mångårige diktatorn Bashar al-Assads regim. Säkerheten är fortfarande en av de största utmaningarna för landets nya myndigheter.
Dådet är också den första riktade terrorattacken mot en kyrka i Syrien sedan 2011, enligt Syriska människorättsobservatoriet.