בשעות הערב הגיע רכב ממ.פ שוועפט לכיוון מחסום הכניסה למקום, וממנו הגיח מחבל חמוש שהסתער וביצע ירי לעבר כוחות הביטחון שפעלו במעבר. מיד לאחר הפיגוע, המחבל נמלט מהמקום רגלית לכיוון מ.פ שוועפאט והרכב המשיך בנסיעה לכיוון ההפוך. כתוצאה מפיגוע הירי במחסום נרצחה החיילת נועה לזר ז״ל ונפצעו נוספים, בהם מאבטח אזרחי שהיה במעבר באורח קשה.
בעקבות הפיגוע, כוחות הביטחון קיימו מצוד ממושך אחר המחבל וסביבתו הקרובה, עד שלבסוף הוא נוטרל בהמשך החודש, כשביצע פיגוע ירי ביו״ש – במחסום הכניסה למעלה אדומים ע״י מאבטחים אזרחיים, בערב ה-19.10.
לאחר הפיגוע במחסום מ.פ שועפאט, עצרו כוחות המשטרה של מחוז ירושלים, כוחות מג״ב ושב״כ 17 חשודים, מקרוביו ומסביבתו של המחבל. מרביתם נעצרו בשעות ובימים שלאחר הפיגוע, ומעצרם של חלק מהחשודים הוארך מעת לעת בהתאם לצרכי החקירה. במסגרת החקירה, חוקרי השב״כ והמשטרה התחקו אחר מקור הנשק שהגיע לידיו של המחבל, ואיתורו של כל מי שסייע לו בביצוע ותכנון הפיגועים.
אחד מהחשודים שנעצרו הוא בן דודו של המחבל (מרואן תמימי, 21 תושב מ.פ שועפאט) ששהה עמו ברכב בעת הפיגוע. החשוד נעצר ע״י כוחות המשטרה יום למחרת הפיגוע בביתו. מחקירתו עולה כי החשוד תכנן לבצע פיגוע יחד עם המחבל עודי תמימי. השניים רכשו במשותף נשק- אקדח מסוג F.N, שהיה בבעלותם המשותפת.
תכנון זה לא יצא לבסוף לפועל, והמחבל ביצע את הפיגוע לבדו עם אותו אקדח ומבלי להמתין לו. עוד עולה בחקירה, כי החשוד מרואן תמימי יחד עם חבריו, אספו את המחבל עודי תמימי ממ.פ שועפאט ונסעו לכיוון ירושלים דרך המחסום. בהגיעם למחסום ביצע המחבל עודי תמימי את פיגוע הירי.
מעצרו של החשוד הוארך מעת לעת. לאחר שגובשה נגדו תשתית ראייתית ובסיום חקירתו- הוגשה נגדו בסופ״ש האחרון הצהרת תובע, ומעצרו הוארך שוב עד למחר (14.11). בימים הקרובים צפוייה הפרקליטות להגיש נגדו כתב אישום.
בתוך כך, בשבוע שעבר בתום חקירה בשב״כ ובימ״ר ירושלים, הוגשו ע״י הפרקליטות כתבי אישום נגד שני חשודים נוספים שסחרו בנשק ששימש את המחבל לביצוע הפיגוע. החשודים תושבי מ.פ שועפאט, הואשמו בעבירות נשק שונות, זאת לאחר שהתברר בחקירה כי המחבל רכש מאחד מהם את הנשק והמחסניות, והאחר הואשם בנשיאותו ובהחזקתו של הנשק. שני החשודים נעצרו עד להחלטה אחרת.
חקירת הפיגוע עודנה נמשכת בשב״כ ובמשטרה בימים אלו, בעניינם של שני חשודים נוספים שעודנם עצורים ביחס לחקירה זו.