המחבל, מונתסר שלבי, בן 44, תושב הכפר תורמוס עיא שליד רמאללה, שביצע את הפיגוע בצומת תפוח לפני שלושה ימים, נעצר הלילה (חמישי) על ידי כוחות שב"כ וימ"מ. הכוחות פשטו על בית השייך למשפחתו בכפר סילואד סמוך לעיר, בתום מצוד ממושך אחריו. לוחמי הימ"מ כיתרו את המבנה וכרזו לו לצאת, אז יצא כשידיו מורמות והוא אינו חמוש.
משם הועבר שלבי לחקירת שב"כ, ולאחר תחקור עלה כי הוא נפצע מירי כוח צה"ל כבר ביום הפיגוע, כשלוחמים של סיירת גבעתי ירו יותר משבעה כדורים והצליחו לפגוע בו וברכבו.
לפי גורמי ביטחון, שלבי הוא איש עסקים מבוסס כלכלית ואב לשבעה, ללא שיוך ארגוני, נתונים חריגים שלא תואמים מבצעי פעולות טרור לרוב. הוא חי כמה שנים בארצות הברית, ודווקא שם עבר תהליך הקצנה והתקרבות לחמאס. על פי הגורמים שלבי היה מזוהה עם חמאס אך פעל לבד, ללא תשתית ארגונית מסייעת. בצה"ל ייערכו להריסת ביתו, לאחר הערכת מצב והוצאת צו הריסה.
לקריאה נוספת בנושא
מעט לפני ההודעה על תפיסת המחבל, הודיע בית החולים בילינסון בפתח תקווה כי נקבע מותו של יהודה גואטה, תושב ירושלים בן 19 שנפצע בפיגוע הירי. הוא הותיר אחריו הורים, ארבעה אחים ושתי אחיות.
גואטה היה בין שלושה צעירים שנפצעו, כולם תלמידי הישיבה הגבוהה באיתמר. בית החולים מסר כי מצבו של הפצוע בניה פרץ מבית שאן מוסיף להיות קשה, בעוד עמית חלא מצפת שנפצע באורח קל שוחרר מבית החולים.
במסגרת המאמצים לאתר את המחבל, כיתרו אתמול בבוקר כוחות צה"ל מבנה נטוש בכפר עקרבא הסמוך לשכם, בו הם חשדו שנמצא המחבל הנמלט. לפי דיווחים פלסטיניים, לאחר סריקות, לא עלה בידי הלוחמים למצוא את האחרון. על פי הערכות, המחבל שהה במבנה אותו כיתרו הלוחמים, אך הוא נמלט ממנו מעט לפני שהגיעו הכוחות.
במהלך הלילה שעבר כוחות ימ"מ בליווי שב"כ וצה"ל על הכפר תורמוס עיא. הלוחמים סרקו את בית משפחתו של המחבל, ותחקרו בשטח חשודים. בתום תחקור ממושך, הוחלט לעצור את רעייתו, צנעא שלבי, לאחר שבנה בן ה-16 נעצר והועבר לחקירה. יחד עמה נעצר פלסטיני נוסף בכפר שחשוד בסיוע למחבל הנמלט.
מוקד נוסף של סריקות היה כפר מדאמה, אליו צה"ל הגיע בליווי בכוחות מיוחדים וכלבנים מיחידת עוקץ - ועצר חשוד אחד. המוקד השלישי התרחש בכפר תורמוס עיא. כוחות צה"ל כיתרו מבנה ועצרו חשוד בפעילות טרור, ולאחר מכן תחקרו את בני משפחתו והשכנים. כמו, כן, צה"ל עצר חשוד אחד בפעילות טרור בכפר בית אומר באזור חברון, בין חלחול לגוש עציון.
לפי פרסומים בכלי התקשורת הפלסטינית, המחבל שהה כמה שנים בארצות הברית, הסתבך בהימורים, איבד סכומי כסף גדולים, ומשלא יכול היה להחזיר אותם - חזר לשטחי הרשות, ומאז הידרדר מצבו עד ששמעו כי השתתף בפיגוע.
הפיגוע אירע בערב יום ראשון, כשרכב מסוג יונדאי שעבר סמוך לתחנת אוטובוס בצומת פתח באש לעבר אזרחים - ונמלט.