זמן קצר לאחר מכן, במסגרת הסריקות אחר החשודים, איתרו שוטרי תחנת אשדוד רכב שעל פי החשד נצפה נמלט מזירת האירוע. שלושת החשודים אותרו ונעצרו בשטח פתוח באשדוד והועברו לחקירה בתחנת בת ים. מעצרם הוארך מאז מספר פעמים בבית המשפט.
במהלך החקירה אותר רימון נוסף בשטח פתוח סמוך למקום שבו נעצרו השלושה. על פי המשטרה, הרימון היה טמון באדמה. המשטרה מייחסת לשלושת החשודים עבירות ובהן קשירת קשר לביצוע פשע, חבלה בכוונה מחמירה והזנחת השמירה על חומרים מסוכנים. עם השלמת החקירה צפוי כאמור להיות מוגש נגד השלושה כתב אישום, ובמקביל תבקש המשטרה להותירם במעצר עד תום ההליכים המשפטיים.