El tiroteo ocurrió en un gimnasio del vecindario de Logan Circle, a 1,3 kilómetros de la Casa Blanca, y posteriormente el supuesto agresor se atrincheró en un apartamento, donde fue rodeado por las fuerzas de seguridad.
Fuentes policiales afirmaron que el tirador se habría disparado tras abrir fuego a través de la puerta y luego establecer comunicación con los agentes.
Autoridades federales reportaron que el sospechoso, un hombre aún sin identificar, habría muerto a causa de las heridas en la que parece ser su vivienda.
La Policía informó que una de las víctimas falleció en la escena del hecho, iniciado en el gimnasio Vida Fitness.
"Cuatro otras víctimas han sobrevivido. Una de ellas se encuentra en estado crítico, mientras que las otras tres, al parecer, no corren peligro de muerte", agregaron las autoridades en rueda de prensa.
Entre los heridos habrían trabajadores de una obra en construcción en la calle cercana y personas que se encontraban en el vestíbulo del edificio donde se encuentra el gimnasio.
Personas dentro de las instalaciones describieron una escena caótica después de que el sospechoso comenzara a disparar.
"Estaba en la cinta de correr del Vida y oigo un fuerte golpe, y pienso que es como si una pelota hubiera explotado o un cuadro se hubiera caído al suelo", dijo a medios un testigo que vio a una de las víctimas en el suelo.
"Estamos consternados. Esta mañana, una persona ha perdido la vida en nuestra ciudad a causa de un acto de violencia armada sin sentido", dijo la alcaldesa de Washington, Muriel Bowser.
Poco después de las 08:00 hora local (13:00 GMT), las autoridades alertaron sobre un "tirador activo" en el popular vecindario de Logan Circle y advirtieron a los ciudadanos que evitaran acercarse al área.
Decenas de autos policiales, de bomberos y autos blindados fueron movilizados en la ciudad, con una fuerte presencia de agentes armados y calles acordonadas en la zona del incidente.
Los estudiantes de las escuelas cercanas fueron confinados por motivos de seguridad y las autoridades pidieron a los vecinos que aseguraran sus puertas y no se acercaran a las ventanas.
Los tiroteos masivos son uno de los mayores problemas recurrentes a los que se enfrenta Estados Unidos. Según el recuento de Gun Violence Archive, en lo que va de año se han registrado 408 en todo el país.