46-årige Aristóteles Sandoval var guvernör mellan 2013 och 2018. Under natten till fredagen befann han sig på en restaurang i strandorten Puerto Vallarta. Strax efter klockan halv två på natten gick han på toaletten när mördaren gick till attack och sköt honom i ryggen, meddelar åklagarväsendet enligt mexikanska medier.
Eldstrider följde och en av Sandovals livvakter skadades svårt.
Jaliscos justitieminister misstänker att åtta till tio personer var inblandade i mordplanen. En anonym tjänsteman säger till Reuters att misstankarna riktas mot narkotikakartellen CJNG, som ligger bakom en stor del av det omfattande och dödliga våld som kommit att prägla delstaten.
– Det är ett ärende som kommer att utredas så att motivet blir känt och de ansvariga straffas, säger Mexikos president Andrés Manuel López Obrador vid en presskonferens.
Rättad: I en tidigare version angavs felaktig tidpunkt för dådet.