İstiklal Caddesi üzerinde Pazar günü meydana gelen patlamanın akabinde, İstanbul emniyeti hem saldırganların yakalanması hem de patlayıcının tespit edilmesi için çok istikametli araştırma başlattı.
Saldırganlar Terörle Gayret Şube Müdürlüğü tarafından kısa müddette yakalanırken, Bomba İmha ve İnceleme Şube Müdürlüğü grupları ise vakit ayarlı olduğu bedellendirilen bombanın modüllerini topladı.
Ana unsuru TNT olan bombanın güçlenmesi için içine çivi, olta ucuna takılan kurşunlar ve metal modüller konulduğunu belirleyen gruplar, olay yerinden topladıkları kesimleri incelemeye başladı. O kesimlere ilişkin fotoğraflarda bombanın içeriğindeki TNT ve Nitro Selüloz kesimleri da dikkat çekti.
