סריקות נרחבות אחר המחבל או המחבלים שפתחו היום (ראשון) באש בכביש 90, סמוך לצומת מחולה שבבקעת הירדן, ורצחו את יהונתן דויטש בן ה-23 - ופצעו באורח קל את אנס ג'ראמנה בן ה-32 מהיישוב מוקייבלה בגלבוע. ברשתות הפלסטיניות דווח כי כוחות צה"ל נכנסו לכפרים הסמוכים לזירת הפיגוע, שחמאס והג'יהאד האיסלאמי פרסמו הודעות בשבחו.
הדיווח הראשוני על הפיגוע התקבל מג'ראמנה, אב לשלושה שעדכן את צה"ל שירו לעבר רכבו. הכוחות חברו אליו סמוך למחולה, על כביש 90, וראו כי חלונות רכבו נופצו. בזמן שטופל בזירה החלו כבר הסריקות אחר היורים, ובמרחק 250 מטרים מהמקום שבו נפגע ג'ראמנה הכוחות איתרו את הרכב שבו שכב דויטש שנפצע אנושות. מותו נקבע זמן קצר לאחר מכן.
בשלב זה גיבשו הכוחות תמונת מצב, והעריכו כי ככל הנראה היו שני מחבלים שביצעו את הפיגוע - שאחד מהם ירה, והשני נהג. הם הסיקו כי המחבלים ביצעו את הירי תחילה לעבר הרכב שבו נהג הצעיר, ואז המשיכו בנסיעה, פנו ימינה בצומת מחולה - ופגעו בג'ראמנה. לפי התחקיר של צה"ל, הירי בוצע באמצעות נשק ארוך של 5.56, ובזירה התגלו סביב העשרה קליעים - אך לא ניתן לקבוע באופן סופי כמה נורו בפועל.
לאחר הירי, המחבלים נמלטו לכיוון יריחו וירושלים, וזה הכיוון הכללי שנבדק - אך המרחקים ארוכים, ולא בטוח שזה האזור בו יתמקדו החיפושים בהמשך. למקום הוקפצו גם יחידות מיוחדות ובהם דובדבן, מרעול, 636 ומתיל"ן של המשטרה. תחת פיקוד חטמ"ר הבקעה, הכוחות משתמשים באמצעים טכנולוגיים שיכולים לסייע במרדף אחר המחבלים ובזיהוי שלהם.
בינתיים, בצה"ל בודקים גם את הקשר לאירוע אחר שהיה בשבוע שעבר, ובו מחבלים פתחו באש לעבר מחסום בקעות. אז הציב צה"ל מארב למחבלים, הצליח לפגוע באחד מהם והשאר נמלטו.
הדיווח על ירי לעבר שני כלי רכב בכביש 90 סמוך לצומת מחולה התקבל במוקד 101 של מד"א במרחב גלבוע בשעה 15:28. צוותי מד"א בשיתוף כוח רפואה של צה"ל העניקו טיפול ראשוני לנפגעים בזירה, ונאלצו לקבוע את מותו של הנרצח. הפצוע קל פונה במסוק לבית החולים רמב"ם בחיפה.
מתי כרמי, חובש בכיר במד"א, סיפר: "דווח לנו ממוקד מד"א על פיגוע ירי סמוך לצומת מחולה. כשהגענו למקום, חברנו לפצוע שהיה בהכרה עם פציעות ירי בפלג גופו התחתון, תוך הטיפול הרפואי שכלל עצירת דימומים והחבירה למסוק מד"א שנחת בשטח, קיבלנו דיווח על נפגע מחוסר הכרה עם פצעי ירי ברכב נוסף. יחד עם כוח רפואה צבאי הענקנו לפצוע השני טיפול רפואי, אבל הפציעה שלו הייתה אנושה ולא נותר לנו אלא לקבוע את מותו".
דובר צה"ל מסר: "מחבלים ביצעו ירי מרכב חולף לעבר מספר רכבים בצומת מחולה שבכביש 90 במרחב חטיבת הבקעה והעמקים. כתוצאה מפיגוע הירי נרצח אזרח ישראלי ונפצע אזרח נוסף. כוחות צה"ל פתחו במרדף אחר המחבלים, חוסמים צירים ומבצעים סריקות נרחבות במרחב".