מחקירה ראשונית עלה החשד לפיו אבו גאנם נרצחה מכדור שנורה לעבר בעלה, עלא אבו גאנם, כשזה רץ לכיוון ביתו כדי להצטייד בכלי הגנה, בעקבות קטטה שפרצה סמוך לביתו בין פלג אחר בחמולה איתו הוא מצוי בסכסוך בעקבות מה שכינה קצין במשטרה שטות מיותרת: "היה שם בחור צעיר שמשויך לפלג אחר בחמולה ויש בינו לבין הבעל מתיחות. בשלב מסוים עלא, שאכל גלידה, ירק לקרקע והבחור חשב שהוא יורק לעברו. עלא ניסה להסביר לו שהיה לו משהו בגלידה, אבל מפה החלה קטטה. בשלב מסוים עלא רץ לכיוון הבית שלו שבכפר ג׳ואריש כדי להביא משהו להתגונן מול התוקפים, אבל החשוד ירה לעברו ופגע באימאן״.
זמן קצר לאחר הרצח החלו במשטרה לחפש אחר עקבותיו של עלי אבו גאנם, צעיר בשנות ה–20 לחייו שנמלט לשטחי הרשות הפלשתינית, ומשם ערק לירדן. חוקרי המשטרה הפעילו אמצעים טכנולוגיים מתקדמים עקבו בדריכות אחר החשוד עד שהצליחו לפני כשבועות לעצור אותו אחרי שטיפס מעבר החומה ונלכד על ידי מקומיים. הוא הועבר לידי משטרת ישראל במחוז מרכז שהחלה לגבש תשתית ראייתית מוצקה נגדו עד להגשת הצהרת התובע כאמור.
מפקד מחוז מרכז - ניצב יאיר חצרוני שיבח את היחידות שלקחו חלק בפענוח הרצח, לרבות מבצע המעצר המורכב והדגיש, כי ידה הארוכה של המשטרה תגיע לכל עבריין המסכן את שלום הציבור ותכלא אותו אחר סורג ובריח, למען בטחונם ומיצוי מלוא חומרת הדין.