La ejecución de Tamayo, condenado a muerte por el asesinato de un policía en 1994, se produjo con tres horas de retraso sobre el horario previsto, debido a la presentación de un recurso de última hora que fue rechazado por el Tribunal Supremo.
A petición del preso, ningún familiar suyo presenció sus últimos momentos, a los que sí asistieron diversos parientes del agente asesinado, Guy Gaddis, entre ellos la madre y otros familiares cercanos.
En las horas previas a la ejecución, Tamayo había confesado que estaba "listo" para morir y que veinte años en el corredor de la muerte "son demasiados", según dijeron fuentes penitenciarias. El reo, según testigos presenciales de la ejecución, declinó decir unas últimas palabras antes de la inyección letal que acabó con su vida a las 21.32 hora local.
La ejecución del preso se llevó a cabo a pesar de las numerosas protestas de organizaciones políticas y sociales internacionales, como la OEA y Amnistía Internacional, que han denunciado la falta de un juicio justo y la discapacidad mental leve que sufría Tamayo.
El Gobierno de México ha lamentado la ejecución de Tamayo, y ha acusado a Estados Unidos de "violar" la Convención de Viena sobre Relaciones Consulares, además de contravenir el fallo de la Corte Internacional de Justicia dictado en el Caso Avena.