Sonya Massey, de 36 años, llamó a la policía para informar de un posible intruso en su casa. Los agentes llegaron pasada la medianoche del 6 de julio, según la oficina del sheriff del condado de Sangamon.
El presidente estadunidense Joe Biden dijo que Massey "debería estar viva hoy" si no fuera por ese tiroteo policial.
El oficial Sean Grayson, que es blanco, ha sido acusado de asesinato.
En las imágenes de las cámaras corporales publicadas el lunes se ve a Massey hablando con dos agentes en su casa, mientras le piden una identificación y ella busca entre unos papeles.
Los agentes del sheriff le dicen que tenga cuidado con una olla de agua hirviendo. "No necesitamos un incendio mientras estamos aquí", dicen.
Cuando uno de ellos da un paso atrás, Massey pregunta por qué, y éste responde riendo "lejos de tu agua caliente y del vapor".
Sujetando la olla, Massey responde con calma: "Oh, te reprendo en el nombre de Jesús", lo que hace que un ayudante del sheriff conteste: "Más te vale que no. Te juro por Dios que te dispararé a tu puta cara", desenfundando su arma.
Massey se disculpa y se agacha mientras los agentes gritan "suelta la puta olla". Luego disparan contra Massey.
Después uno de los agentes dijo que tenía miedo de acabar quemado "en la puta cabeza".
Biden dijo que Massey era "una querida madre, amiga, hija y joven negra".
"Cuando pedimos ayuda, todos nosotros como estadounidenses, independientemente de quiénes seamos o dónde vivamos, deberíamos poder hacerlo sin temer por nuestras vidas", afirmó en un comunicado.
El abogado de derechos civiles Ben Crump, que representa a la familia de Massey, consideró que era "uno de los peores vídeos de un tiroteo policial jamás visto".
Los tiroteos y la brutalidad policial suelen provocar indignación y protestas en Estados Unidos, un país con una larga historia de discriminación.