Estava fazendo uma pós-graduação em literatura na Academia de Sorbonne, em Paris, quando conheceu a aluna holandesa Renée Hartevelt, de 25 anos. Em 11 de Junho de 1981, Sagawa, um estudante de 32 anos da literatura francesa, convidou Hartevelt para jantar sob o pretexto de conversa literária. Após a sua chegada, ele atirou no pescoço dela com um rifle enquanto ela se sentou de costas para ele em uma mesa, em seguida, começou a executar seu plano de canibalizar a garota. Ela foi escolhida por causa de sua saúde e beleza, essas características Sagawa acreditava que faltavam nele. Sagawa se descreve como um "fraco, feio e pequeno homem" (ele tem um pouco menos de 5 pés - 1,52 m - de altura) e afirma que ele queria "absorver a sua energia".
Sagawa, disse que desmaiou após o choque do tiro que deu nela, mas acordou com a percepção de que ele tivesse de realizar seu desejo de comê-la. Fê-lo, começando com os quadris e as pernas, depois de ter relações sexuais com o cadáver. Em entrevistas, ele notou sua surpresa com o "corn-colored" a natureza da gordura humana. Durante dois dias, Sagawa comeu várias partes de seu corpo. Ele descreveu a carne como "macia" e "sem cheiro", como o atum. Ele então tentou despejar o corpo mutilado em um lago remoto, mas foi visto no ato e mais tarde preso pela polícia francesa.
Seu pai, um rico empresário, contratou um advogado superior para sua defesa, e depois de ter sido detido por dois anos sem julgamento, o juiz francês Jean-Louis Bruguières o considerou legalmente insano e incapaz de ser julgado e mandou Sagawa a ser internado indefinidamente em uma instituição para doentes mentais. Na sequência de uma visita pelo autor Inuhiko Yomota, Sagawa contou sobre o assassinato, foi publicado no Japão com o título, "No Nevoeiro".
A publicidade posterior e a celebridade macabra de Sagawa provavelmente contribuíram para a decisão das autoridades francesas para extraditá-lo para o Japão. Após a chegada no Japão, ele foi imediatamente levado para o Matsuzawa Hospital, onde todos os psicólogos que o examinaram chegaram a opinião de que ele tinha a mente sã, mas que era "mal" por natureza. No entanto, as autoridades japonesas acharam que fosse juridicamente impossível segurá-lo, supostamente porque faltaram alguns importantes documentos do tribunal francês. Como resultado, Sagawa se retirou da instituição mental em 12 de Agosto de 1986, e é um homem livre desde então.
A história de Issei Sagawa inspirou diversos artistas no meio musical e cinematográfico. A canção de Stranglers "La Folie" em 1981 , De Rolling Stones "Too Much Blood" em 1983, e de Human Factors Lab, "Dinner with Renee" em 2004, ambas foram inspiradas no canibal japonês. Em 2007, a Gnaw lançou um EP intitulado "Issei Sagawa", no qual retrata Sagawa com um garfo e faca sobre o que parece ser um par de pernas humanas. O curta-metragem dirigido por Olivier Smolders chamado "Adoration" também foi baseado na história de Sagawa.
No mesmo ano, o canal de TV Viasat Explorer lançou um documentário de 47 minutos chamado "Cannibal Superstar". Em 2009, Sagawa foi documentado em um History Channel, intitulado "Estranhos Rituais" discutindo o canibalismo. A mostra revela Sagawa como um artista independente de pinturas de nus.