במסגרת חקירת הפיגוע נעצרו 5 תושבי הכפר נעלין, מרביתם שעות ספורות לאחר ביצוע הפיגוע:
ברכאת חואגא, יליד 77', מעורב בפעילות בתחום האמל"ח.
חמזה נאפע, יליד 96'.
חליל עותמאן, יליד 93'.
מחמוד חואגא, יליד 92'.
קטין, יליד 00', המעורב בביצוע הפרות סדר.
בחקירה עלה כי המפגעים רכשו נשק מסוחר אמל"ח בשומרון, ולאחר מכן יצאו לבצע פיגוע ירי נגד חיילי צה"ל. במהלך החקירה נתפסו כלי הנשק והרכב ששימשו את המפגעים.