כוח ימ"מ ולוחמי שב"כ עצרו הלילה (חמישי) בבית חולים אל-אהלי שבחברון את המחבל שביצע את הפיגוע סמוך להתנחלות מיצד שבגוש עציון, בחודש שעבר. לטענת הפלסטינים, הפשיטה הלילית של המסתערבים על המוסד הרפואי נראתה כלקוחה מתוך "סרט פעולה". עדי ראייה סיפרו כי בפעולה השתתפו כ-20 לוחמים.
מנהל בית החולים, ד"ר ג'יהאד שוואר, סיפר לוואלה! NEWS כי המסתערבים הגיעו בשעה 03:00 לפנות בוקר בשני מיניבוסים, כשאחד מהם מתחזה לאישה בהיריון. "הם ירדו עם אישה בכיסא גלגלים, ומהתמונות אפשר להבין שהיא הייתה כורעת ללדת. אני לא יודע לומר אם זו אכן הייתה אישה או גבר, אבל זה בפירוש נראה כמו מחזה שאנחנו רואים בשעות האלה של הלילה, כשנשים מגיעות ללדת".
לדבריו, הלוחמים הסתירו את הרובים בצורה מתוחכמת. "הם הובילו אותה בכיסא הגלגלים ואז בשלב מסוים שלפו כלי נשק שהוסתרו בתוך כיסא הגלגלים עצמו", סיפר. "הם עלו לקומה השלישית, חלקם ברגל, נכנסו למחלקה הכירורגית. הם עצרו את הפצוע, ועל אותו כיסא גלגלים הורידו אותו למטה וחטפו אותו משם". הוא העביר את הצילומים מהמקום למנגנוני הביטחון הפלסטיניים לצורך המשך חקירה.
המחבל שנעצר הוא עזאם עזאת שעבאן שלאלדה, בן 20, תושב הכפר סעיר ובן למשפחה של פעילי חמאס. הוא הוברח למקום לאחר שנפצע בעת הפיגוע מירי של כוחות הביטחון. לאחר מעצרו הוא הועבר לחקירת שב"כ.
בן דודו של העצור, עבדאללה עזאם שלאלדה, בן 28, נורה במהלך המעצר מאש כוחות הביטחון ונפצע באורח אנוש. זאת, לאחר שלטענת צה"ל הוא ניסה לתקוף את הכוח. מאוחר יותר הוא מת מפצעיו.
שלאלדה ביצע את הפיגוע בצומת סעיר שבגוש עציון ב-25 באוקטובר. האירוע החל לאחר שפלסטינים יידו אבנים בסמוך ליישוב ופגעו בכלי רכבו של ישראלי בן 58. בעקבות כך, יצא הגבר ונדקר על ידי מחבל. הפצוע ירה לעבר הדוקר, שהצליח להימלט. אנשי מגן דוד אדום שהוקפצו למקום טיפלו בפצוע ופינו אותו לבית החולים הדסה עין כרם בירושלים כשהוא בהכרה מלאה וסבל מפצעי דקירה בפלג גופו העליון.