חברי החולייה שביצעו את פיגוע מטען החבלה במעין בדולב ונעצרו על ידי כוחות הביטחון הודו בחקירתם כי הם התכוונו לבצע את הפיגוע שבוע מוקדם יותר - אך בשל תקלה במטען הם דחו את הפיגוע בשבוע - כך נודע היום לוואלה! NEWS. עוד התברר כי התשתית שחבריה תכננו לבצע פיגועים נוספים, מלבד זה שבו נרצחה רנה שנרב בחודש אוגוסט, העבירה מסרים בעל פה ולא בטלפונים או במסרונים.
חברי התשתית היו נפגשים כשהם רעולי פנים כדי שלא יכירו אחד את השני וביום הפיגוע צעדו עשרות ק"מ כדי להגיע לאזור המעין. בניגוד להערכות בימים הראשונים, אחרי הפיגוע התשתית התכוונה לפגוע באזרחים ישראלים.
התשתית שנחשפה במסגרת פעילות שב"כ היא של פעילי ארגון הטרור החזית העממית שביצעה את פיגוע המטען בעין בובין. החקירה חשפה כי התשתית ביצעה פיגועי ירי נוספים ותכננה לבצע פיגועים משמעותיים נוספים בתקופה הקרובה. במסגרת החקירה נעצרו ונחקרו על ידי שב"כ כ-50 פעילים בהם גם בכירי מפקדת החזית ביהודה ושומרון, ונתפסו אמצעי לחימה רבים שהיו ברשות הפעילים והוסגרו כתוצאה מהחקירות בשב"כ.
במסגרת חקירת שב"כ את חברי החוליה, נחשף מיקום נשקים ואמצעי לחימה, ומעורבותם של פעילי טרור נוספים הנמנים על תשתית החזית אשר נעצרו בפעילות, והועברו לחקירה. חלק גדול מאמצעי הלחימה נתפסו בפעילות משותפת עם צה"ל והמשטרה, בין היתר, בדירת קרובת משפחתו של סאמר ערביד, ראש החולייה שביצעה את הפיגוע ומי שהפעיל את המטען.
לדברי שב"כ, במסגרת חקירת חברי החוליה, מסרו המעורבים בפירוט רב את ההכנות שביצעו לקראת הפיגוע וכן את אופן מימושו. מעדויותיהם עולה כי את איסוף המודיעין לקראת הפיגוע החלו חברי החוליה מספר שבועות טרם מימושו, כאשר הגיעו בהזדמנויות שונות לאזור המעיין על מנת לתכנן את המתווה, ולבסוף הציגו את תכנית הפעולה בפני סאמר ערביד וקיבלו את אישורו.
בלילה שקדם למימוש הפיגוע הגיעו חברי החולייה, סאמר ערביד, יזן מג'אמס וקסאם שיבלי לשטח הררי צפונית למעיין עין בובין, כאשר הם חמושים באקדחים ומטען הנפץ. סאמר השאיר את יזן וקסאם בשטח יחד עם המטען ונסע חזרה לכיוון רמאללה על מנת להשאיר את הרכב בנקודה מרוחקת. כשעה מאוחר יותר, החזיר וואליד חנאתשה, גורם המפקדה אשר מימן את הפיגוע, את סאמר ערביד למקום בו המתינו חברי החולייה ועזב את המקום. חברי החוליה בהובלת סאמר ביצעו הליכה של כשעתיים לכיוון המעיין. כשהגיעו למקום הטמינו את המטען בסמוך לציר הגישה ועלו לנקודה הצופה על המקום.
לאחר כמה שעות של המתנה במהלכן היה חבר חוליה נוסף, קסאם ברגותי, אחראי על התצפית, הבחינו חברי החוליה במשפחת שנרב מתקרבת לנקודה, קסאם העביר את ההנחיה לסאמר ערביד אשר לחץ על ההדק והפעיל את המטען רב העוצמה לעבר בני המשפחה. לאחר מימוש הפיגוע נמלטו חברי החוליה רגלית לכיוון רמאללה בדרך הררית עד אשר הגיעו לעיר והתפצלו.
במהלך החקירה, בוצעו חיפושים במשרד ששימש את פעילי ארגון החזית העממית ברמאללה ונאסף מודיעין רב שהצביע על פעילות הארגון בשנים האחרונות. כמו כן, אותרו חומרים רבים של פעילות הארגון בגזרת רמאללה.
בתוך כך, שני בכירי שב"כ הגיעו הבוקר לבית משפחת שנרב ועידכנו בחשיפת ההתארגנות אשר ביצעה את הפיגוע בו נרצחה ביתם רינה. הבכירים סיפרו להם על המאמצים האדירים שהושקעו בפיענוח, במאמץ לשים את היד על המעורבים וכן על כמות חיי ישראלים שניצלו הודות למידע שעלה מחקירות העצורים.
