נמשך המצוד אחר המחבלים שביצעו את הפיגוע הכפול בכניסה לירושלים ובצומת רמות ביום רביעי האחרון. החיפושים מתמקדים לפי שעה במישור המודיעיני, וכוחות הביטחון נמצאים בדריכות גבוהה בעקבות חשש מאפשרות שהחוליה תנסה לבצע פיגוע נוסף במהלך מנוסתה, כפי שעשה המחבל מהפיגוע בשועפט - שאחרי 12 ימים של מצוד ירה לעבר מאבטחים במעלה אדומים וחוסל.
גם ביומיים האחרונים נאספו צילומי אבטחה מעשרות מצלמות בירושלים וסביבתה כדי להתחקות אחר מסלול הבריחה של המחבלים. בשב"כ נפתח חמ"ל מיוחד לניהול המצוד, כשלצד הפעילות האקטיבית באיסוף המודיעין אחר מיקומם - הציפייה היא גם לטעות שתבצע החוליה ותסייע לחשיפתה.
לפי החשד, המחבלים פעלו ללא הכוונה חיצונית או מלמעלה של ארגוני טרור, ותכננו את הפיגוע זמן רב. החשד הראשוני הוא שהחוליה הכירה היטב את האזור שבו בוצעו הפיגועים. המחבלים, לפי החשד, וידאו קודם שיש כמה שיותר אזרחים בתחנת האוטובוס - ואז הפעילו את מטען החבלה בזירה הראשונה בכניסה לירושלים מרחוק. ההערכה היא שהקו המוביל בחקירה הוא שמדובר בחוליית מחבלים ממזרח ירושלים, אך לא מן הנמנע שהחוליה ברחה ליהודה ושומרון.
במערכת הביטחון הדגישו כי לצד אי סיכול הפיגוע, רק מתחילת השנה שב"כ סיכל 34 פיגועים במתווה דומה של הפעלת מטען חבלה.
בפיגוע נרצחו אריה שצ'ופק (16), שמת מפצעיו זמן קצר אחרי הפיגוע, וטדסה טשומה (50) - שמותו נקבע במהלך השבת. השניים נפגעו בפיצוץ הראשון, שאירע בתחנת אוטובוס בכניסה לעיר. שצ'ופק, תלמיד ישיבה מירושלים, היה גם בעל אזרחות קנדית. בזמן הפיצוץ הוא המתין יחד עם חברו אלחנן ביטון להסעה שתיקח אותם לישיבה שבה הם לומדים במושב בית מאיר. טשומה בן ה-50, אב לשישה, עלה לישראל מאתיופיה לפני 21 שנים. מבית החולים שערי צדק נמסר כי הרופאים נלחמו על חייו, אך "פציעתו הייתה אנושה מאוד".
ההערכות הן שמטעני החבלה היו קטנים יחסית, כשרוב הפגיעות נבעו ממסמרים ומרסס שהתפזרו למרחק קצר ופגעו באנשים שעמדו בסמוך. לאחר מכן התפוצץ מטען חבלה נוסף בצומת רמות באופן דומה.
הפיגוע, שהזכיר ימים אפלים בירושלים, הוביל לכוננות שיא בבירה. כמה שעות אחרי הפיצוצים אמר ראש הממשלה היוצא יאיר לפיד כי ישנו "מאמץ מודיעיני נרחב" לתפיסת המחבלים, מי שעומד מאחוריהם ומי שסיפק להם אמצעי לחימה. "אנחנו נגיע אליהם", אמר. "הם יכולים לברוח, הם יכולים להסתתר, זה לא יעזור להם. כוחות הביטחון יגיעו אליהם. אם הם יתנגדו - הם יסוכלו. אם לא, אנחנו נמצה איתם את מלוא חומרת הדין. בהערכת המצב היום הורינו לעבות את הכוחות במרחב ירושלים בימים הקרובים, ולהגביר את הסריקות בכל הגזרות הרלוונטיות. צה"ל, שב"כ והמשטרה פרוסים בשטח בשעות אלה כדי לוודא שלא יהיו פיגועי המשך".