המעצרים בוצעו בעקבות פעילות ניטור ברשתות החברתיות, שבמסגרתה אותרו פרסומים המביעים תמיכה במחבלים ומעודדים אלימות נגד ישראל. בפעילות השתתפו לוחמי יחידת יס"מ "חץ יהודה" ובלשי המשטרה, בשיתוף כוחות צה"ל מחטיבת יהודה.
על פי המשטרה, אחד החשודים פרסם לאחר הפיגוע תמונה של המחבלים לצד הכיתוב: "הזכות היא שלי והארץ היא שלי, אין לכם מקום על אדמתנו. הבוקר, נמצאים אצל ריבונם - חיים ומקבלים את פרנסתם". לפרסום צורף שיר שמילותיו כוללות דברי שבח למחבלים: "בגן עדן הם לא יסכימו לחיי השפלה, אכן, הם מיטב הגברים".
חשוד נוסף פרסם התייחסות לפיגוע תחת הכינוי "מבצע חברון", ואילו חשוד שלישי שיתף דברי אנשי דת ודמויות נוספות הקוראים לצבאות ערביים ואסלאמיים לצאת למלחמה חמושה נגד ישראל. באחד הפרסומים נכתב: "הו אללה הענק, הניצחון קרוב, הו ריבון המדוכאים".
לפרסומים צורפו שירים הכוללים קריאות ללחימה נגד ישראל, ובהם המילים: "הילחמו בהם, אללה יענישם בידיכם וישפילם וינצרכם עליהם וירפא לבבות עם המאמין". במשטרה טוענים כי מדובר בחלק משורת פרסומים המעידים על תמיכה והזדהות עם ארגון הטרור חמאס ועם מבצעי הפיגוע.
בעקבות הממצאים פשטו הלילה הכוחות על בתיהם של שלושת החשודים, בהם קטין בן 17. במהלך החיפושים נתפסו מכשירי טלפון ניידים ומחשבים, שהועברו לבדיקה במסגרת החקירה. החשודים הועברו לתחנת חברון במרחב יהודה, שם נמשכת חקירתם.
במקביל למעצרים, נמשכת חקירת הפיגוע הרצחני ביחידה ללוחמה בפשיעה חבלנית (פח"ע) בימ"ר ש"י, במטרה להתחקות אחר כלל המעורבים בפיגוע, לרבות מי שעל פי החשד סייעו לביצועו.
במשטרה מדגישים כי ימשיכו לפעול נגד הסתה לטרור ברשתות החברתיות ונגד גורמים המביעים תמיכה בפגיעה בכוחות הביטחון, לצד המשך חקירת הפיגוע והניסיונות לאתר את כל המעורבים בו.