שוטרי תחנת חולון לרבות חוקרי זירה ממחוז תל אביב פתחו בחקירה לבירור נסיבות האירוע, אספו ממצאים לרבות פורנזים, גבו עדויות וסרקו את האזור במטרה לאתר מצלמות אבטחה וכן בניסיון להתחקות אחר חשודים.
במהלך פעולות חקירה ראשוניות וממוקדות הצליחו החוקרים לאתר את זהותם של שלושה חשודים ולבצע את מעצרם. מדובר בשלושה גברים המוכרים למשטרה, והם הועברו לחקירה בתחנה כאשר בכוונת המשטרה להביאם בהמשך היום לבית המשפט השלום בתל אביב, שם יבקשו את הארכת מעצרם.
מפקד מרחב איילון במשטרה, ניצב משנה שלמי בן זימן, קיים הערכת מצב ובסיומה הטיל את החקירה על לוחמי היחידה ללחימה בפשיעה במרחב איילון.
התרעות פיקוד העורף