שעות ספורות לאחר הפיצוץ, נעצרו שני חשודים בכביש 431, כשברשותם חומרי הסתה והסוואה. במהלך החקירה הראשונית, שפכו שניים מהעצורים אור על האירוע, וחשפו כי זמן מה לפני הפיצוץ, ביצעו הברחה של תיק המכיל מטעני חבלה, אמל"ח וסמים, בשיתוף פעולה עם פעיל חיזבאללה.
לקראת אוקטובר, לאחר חקירה מאומצת, הבינו החוקרים כי חלק מהמטענים עדיין מוסלקים בארץ. מבצע של כוחות הביטחון במזרח ירושלים הוביל לאיתור שלושה מטעני כלימגור איראניים נוספים, נשק ואמצעי פירוטכניקה, שיועדו לפיגועים עתידיים.
בסיום החקירה, הוגש כתב אישום נגד שמונה מתוך תשעת החשודים. החשוד התשיעי, פעיל חיזבאללה תושב ישראל לשעבר הקשור לגורמים בארץ והכיר את רוב החשודים. בין החשודים אין היכרות.
יעלון הגיב לניסיון ההתנקשות בו לפני שנה בדמוקרט טי.וי: "לא פעם ראשונה שמנסים לחסל אותי. זווית הראייה שלי היא תמיד של תוקף ולא מותקף, אני גם נוקט אמצעי זהירות ולכן אני חי".
התרעות פיקוד העורף