מחומר החקירה עלה כי המחבל, בן 34 תושב קבאטיה שבאזור ג'נין, חדר מספר ימים לפני הפיגוע לשטח ישראל מאזור ירושלים. בבוקר הפיגוע, יצאו המחבל יחד עם מעסיקו ותושב שטחים נוסף מהיישוב עראבה שבגליל, ליישוב מסילות שבאזור בית שאן, שם עסק בעבודת בנייה וזאת בתמורה לסכום כסף יומי של 650-700 שקלים.
בשלב מסוים גמלה בליבו של המחבל החלטה לגנוב את רכבו של מעסיקו, לצאת ולבצע פיגוע רצחני וזאת לאחר שהצטייד בסכין ומברג שאותם לקח מאתר הבניה. המחבל נסע לעיר בית שאן שם דרס למוות את שמשון מרדכי ז"ל בן 68 ופצע באורח קל נער בן 16 באירוע דריסה נוסף.
מבית שאן, יצא המחבל לכיוון כביש 71 ובצומת תל יוסף פגע ברכב עומד ויצא לכיוון שני צעירים ששהו במקום, כשהוא נושא את הסכין מאתר הבניה. המחבל הצליח להגיע אל צעירה בת 18, אביב מאור ז"ל, והחל לדקור אותה במספר רב של דקירות שבסופו של דבר אילצו את הצוותים הרפואיים לקבוע את מותה.
משם המשיך בנסיעתו אל צומת המעונות בעפולה וכאשר זיהה הולך רגל בן 37, סטה מהכביש לכיוונו, פגע בו ופצע אותו באורח בינוני עד קשה. אזרח ששהה במקום וזיהה את המתרחש, חתר למגע, ירה ופצע את המחבל והביא לסיום האירוע הקשה.
כתב האישום מצטרף לכתבי אישום נוספים שהוגשו נגד שני אחיו של המחבל, ששהו בישראל שלא כחוק, וכן נגד מעסיקו. במשטרה ובשב"כ הדגישו כי ימשיכו לפעול בנחישות ובכל הכלים העומדים לרשותם למיצוי הדין עם המעורבים בפיגועי טרור.