בתוך כך, המשטרה החלה בחקירת האירוע ובמהלכה החלו חוקרי מז"פ באסיפת ממצאים לחקירת נסיבות האירוע. הרקע לאירוע הוא ככל הנראה פלילי. בתום הערכת מצב בשטח, החקירה תנוהל ביחידה ללוחמה בפשיעה (יל"פ) של מרחב שפלה.
במקביל לכך, פתחה המשטרה במרדף אחר החשודים במעשה ולאחר מספר שעות נתפסו השניים, תושבי לוד בשנות ה-20 וה-30 לחייהם, בעת שניסו לחצות את מחסום חשמונאים לשטחי יהודה ושומרון. השניים נעצרו לחקירה ובהתאם לממצאים וצורכיה, יובאו מחר לדיון בבימ"ש בבקשה להאריך את מעצרם.
פראמדיק מד"א גיא בובליל סיפר: "הפצוע שכב בסמוך לכניסה למתנ"ס כשהוא מחוסר הכרה וסובל מפציעה חודרת בגופו. הכנסנו אותו במהירות לניידת טיפול נמרץ ופינינו אותו תוך כדי ביצוע פעולות החייאה לבית החולים כשמצבו קריטי".
גורם המעורה בפרטים סיפר כי "מדובר בפיצוץ מטען גדול, ככל הנראה, וזאת לנוכח עוצמתו הרבה וההדף, ולאור הנזקים שנגרמו לרכבים הסמוכים". הוא ציין כי "מדובר בפיצוץ מחריש אוזניים". במהלך הטיפול בזירה הגיעה למקום אישה שמיררה בבכי וצעקה שמדובר בבעלה. על פי החשד, הקורבן הגיע למגרש החניה, ושניות אחדות לאחר שהחנה את רכבו אירע הפיצוץ שגרם למותו וגרם לנזקים כבדים לרכבו ולרכבים סמוכים.
התרעות פיקוד העורף