שתי זירות הפיגוע בירושלים, בצומת רמות ובתחנה בכניסה לעיר, עוד חסומות לתנועה וגורמי הביטחון פועלים בהן. במשטרה החלו בחקירת הפיגוע ובמרדף אחרי מבצעי הפיגועים.
במשטרה מעריכים בשלב זה כי חולייה אחת ביצעה את שני פיגועי מטען החבלה הבוקר בירושלים, ונערכים חיפושים הן במטרה לאתר את החשודים בביצוע הפיגועים והן במטרה לבדוק אם ישנם מטענים נוספים שהונחו. פיגועים מסוג זה תוכננו מראש. לא מדובר בצעיר עם סכין, מה שמכונה "מפגע בודד", אלא מערכת שכוללת מעבדה ליצור החומרים ואדם שהניח את המטענים שהפעילו אותו מרחוק.
ניצב סיגל בר צבי, ראש אגף מבצעים במשטרת ישראל, קיימה לפני הצהריים תדרוך לכתבים. מדובר בשני מטעני חבלה רבי עוצמה איכותיים עם רמת נזק גבוהה, אשר היו מוסתרים מאחורי תחנות האוטובוס ובסבך שיחים, והופעלו באמצעות טלפון נייד. לדבריה, למשטרה היו התרעות על כוונה לבצע פיגועים, אך לא התרעה ספציפית על הפיגוע הזה. עוד אמרה כי ההשערה הראשונית שמדובר בשני פיגועים הקשורים אחד לשני ולכן ההערכה במשטרה היא כי מדובר בחוליה מאורגנת.
כעת נעשה מאמץ לאתר את החוליה לפני שחבריה יספיקו להימלט רחוק מירושלים. ההערכה היא כי מדובר במי שמכירים את המיקום, אולי תושבי מזרח העיר או צעירים שעבדו בירושלים ומכירים את אותה היטב, כך שגם הימלטות יכולה להיות קלה עבורם בהיערכות מראש.
מפכ"ל המשטרה הורה לכלל השוטרים לצאת מהמשרדים ולהציף את הרחובות בלובשי מדים, גם לשם העלאת תחושת הביטחון ברחבי הבירה, גם לשם ניטרול מראש של של מפגעים שיכולים לנסות ולבצע פיגועים דומים בעצמם בצל האווירה המתחממת.
גם בערים אחרות הועלתה רמת הכוננות, תחנת משטרת לוד תוגברה על ידי כוחות נוספים ושוטרים מסיירים ברחבי העיר.

כזכור, גורמי הרפואה דיווחו על 19 פצועים ונפגעי חרדה בשני הפיגועים, בהם 4 במצב קשה, 1 במצב בינוני, 10 במצב קל ו-4 נפגעי חרדה. מותו של אחד הפצועים נקבע זמן קצר אחרי פינויו לבית החולים.
השר לביטחון הפנים היוצא עמר בר-לב סייר בזירות הפיגוע ואמר "אנו נמצאים בבוקר קשה. מדובר בפיגוע משולב מורכב בשתי זירות, שנראה תוצאה של תשתית מאורגנת, ולא פעולה של השראה כפי שהיכרנו בשנים האחרונות. משטרת ישראל, שירות הביטחון הכללי וצה"ל פועלים בשעות הללו כדי לאתר את המחבלים ואת מי ששלח אותם לבצע את הפיגוע, ואנחנו נגיע אליהם, ונתפוס אותם חיים או מתים. המאבק שלנו נגד הטרור הפלסטיני הוא ארוך שנים, מורכב, ואין לנו שום כוונה להרפות לרגע. הפעילות הזו תימשך במלוא הנחישות והעוצמה. אני משתתף בצער משפחת ההרוג בפיגוע ומאחל החלמה מהירה לפצועים".
מפכ"ל המשטרה רנ״צ יעקב שבתאי אמר הבוקר: "בוקר לא פשוט, מתווה של פיגוע ששנים רבות לא היה כמותו, שני פיגועים ברצף. עיקר המאמץ של משטרת ישראל הוא כרגע סריקות בכל האזורים – תחנות אוטובוס, הסעה וריכוזי קהל, במקביל למאמץ של המרדף על מנת לשים את היד על מבצע הפיגוע. אנחנו נעשה כל שביכולתנו יחד עם כל גורמי הביטחון האחרים להגיע לחוליה הזאת".