המחבל, דיא חמארשה, הגיע ב-29 במרץ לבני ברק, באמצעות רכב בעל לוחית זיהוי ישראלית, כשהוא מחזיק באמתחתו רובה סער מאולתר. חמארשה פתח בירי ברחוב ז'בוטינסקי בבני ברק, שם רצח את ויקטור סורוקופוט ודמיטרי מיטריק, והמשיך לרחוב השניים שם רצח את יעקב ישראל שלום ואבישי דוד יחזקאל. בסיומו של מסע ההרג, הוא נתקל בשני שוטרים, תוך שהוא משיב אש והורג את אמיר חורי, אחד משני השוטרים במקום, בטרם חוסל.
זמן קצר לאחר הפיגוע, כוחות גולני ודובדבן עצרו שבעה חשודים בסיוע למחבל, חמישה חשודים נעצרו בכפר יעבד ביניהם אחיו ודודו שנעצר, המכהן כראש חמאס בכפר.
התרעות פיקוד העורף