פחות מיממה אחרי הפיגוע, נעצרו המחבלים שרצחו אתמול את בת שבע נגרי הי"ד. בפעילות משותפת מודיעינית ומבצעית של צה"ל, שב"כ ומג"ב, נעצרו הבוקר (ג') על ידי לוחמי הימ״מ, שני המחבלים, קרובי משפחה, תושבי חברון, שביצעו את פיגוע הירי אתמול בבוקר סמוך לחברון, בו נרצחה בת שבע נגרי הי"ד ונפצע קשה אזרח ישראלי נוסף.
בתוך כך, הבוקר נמסר מבית החולים סורוקה כי חל שיפור במצב הפצוע מהפיגוע וכי "הוא נושם בכוחות עצמו ובהכרה מלאה". כמו כן נמסר כי "בשל פציעתו הקשה צפויים לו בהמשך ניתוחים נוספים".
בחקירתם הראשונית השני המחבלים קשרו עצמם לביצוע פיגוע. לאחר מעצרם הוסגר הנשק שככל הנראה שימש לביצוע הפיגוע.

המחבלים השתמשו בסייענים וקיבלו דירת מסתור שהוכנה מראש ששייכת לבני משפחתם בעיר חברון. באבטחת סיירת צנחנים, כוחות הימ״מ כיתרו את הבית וכרזו למחבלים לצאת החוצה. המחבלים לא ירו לעבר הכוחות – והסגירו את עצמם לידי הלוחמים ללא התנגדות. רכזי השב״כ ביצעו חקירה קצרה בשטח, שם הם הודו בביצוע הפיגוע ומסרו את מיקום הנשק שבאמצעותו בוצע הפיגוע הרצחני. החשודים הועברו להמשך חקירה בשב״כ.
המצוד הגיע לסיום מוצלח בזכות מידע מודיעיני שהושג על ידי כוחות הביטחון וכן בזכות מעקב אחר נתיב הבריחה של המחבלים אחרי הפיגוע. בני משפחתה של בת שבע עודכנו לפנות בוקר בתפיסת המחבלים ובהודאתם כי הם אלו שביצעו את הפיגוע.