הרמטכ"ל הרצי הלוי קבע היום (חמישי) שניתן היה למנוע את הפגיעה בחטופים שנורו בידי כוחות צה"ל ברצועת עזה. זאת, במסגרת התחקיר שעוסק באירוע. ממצאי התחקיר הועברו היום למשפחות שלושת החטופים: יותם חיים, סאמר טלאלקה ואלון שמריז.
התחקיר מציג את השתלשלות האירועים מרגע שהתגלו ממצאים בשטח לכך שהחטופים נמצאים בקרבת כוחות צה"ל ומנסים לאותת להם על הימצאם שם. העדות הראשונה אותרה בידי לוחמי צה"ל ב-10 בדצמבר, אז לוחמים מצאו פתק ליד פיר בשג'אעיה, שבו נכתב בשפה העברית: "הצילו". בצה"ל טרם הצליחו לקשור בין הפתק לשלושת החטופים, אולם לא נפסלת האפשרות שבאותו זמן אכן החליטו המחבלים שהחזיקו בשלושת החטופים להוציא אותם מהפיר.
באותו היום סיירת גולני תקפה את המבנה בו שהו החטופים, והרגה את המחבלים שבתוכו. החטופים נמלטו מהמבנה, והצליחו לשרוד את הימים הבאים תוך תנועה, כשהם נכנסים למבנים שונים כדי לא להיפגע מהתקפות. בצה"ל תארו את פעולתם כ"גבורה ותושייה חרף מצבם".
ב-14 בדצמבר רחפן שהפעילה חטיבה 900 זיהה שלט שעליו כתוב SOS. הגורמים בשטח העריכו שהמבנה בו נמצא ממולכד. בתחקיר התברר כי המידע אודות השלט לא הועבר בצורה מסודרת לכלל הכוחות.
יום לאחר מכן, ב-15 בדצמבר, לוחמי סיירת גולני שיחררו כלב גישוש שנשא מצלמה במבנה בו נמצאים החטופים. הכלב טיפס לחלק העליון של המבנה ונורה שם על ידי מחבלים. בדיעבד מעריכים כי החטופים לא שהו באותה הקומה עם המחבלים, מאחר והכלב הקליט את קולם. ככל הנראה הם היו קרובים לקומה אמצעית במבנה, נעולים בתא או מסתתרים בכוך.
לפי ההערכה, במבנה היו ארבעה מחבלים. לוחמי סיירת גולני פתחו באש לעבר המבנה, אך לא הרסו את כולו. ארבעה מחבלים ניסו להימלט ונורו למוות. מחבל נוסף בסביבה נורה אף הוא ומת. רק שלושה ימים לאחר מכן הצליחו להוציא את הקלטת ממצלמת הוידאו שצילם הכלב, ושמעו את החטופים צועקים: "הצילו... חטופים... יותם... אלון... אנחנו במדרגות... ליד המדרגות...".
עוד בוואלה!
מהתחקיר עלה כי סרט הוידאו לא הצליח להקליט מספיק טוב, ויש הרבה רעש רקע של פיצוץ רימונים. אחד הלוחמים שהקשיב להקלטה שמע "חטופים... הצילו...", וחשב כי מדובר בתחבולה, שנועדה למשוך את החיילים לנקודה ושם לירות עליהם.
לאחר הירי למבנה לוחמי גולני סרקו את השטח ואיתרו את גופות המחבלים. לאחר מכן מסוק קרב ירה לעבר המבנה שני טילים. לפי הערכות, החטופים שהו במבנה כל אותו זמן, ושרדו את ההתקפות.
ב-16 בדצמבר כוחות גדוד 17 נכנסו בלילה לתוך המבנה והתמקמו בו. קלע אחד עמד ותצפת בקומה הראשונה. בשעה 09:42 הוא זיהה שלוש דמויות ללא חולצות עם דגל לבן - החטופים. בדיעבד מתברר שאותו זמן אמצעי חזותי מצלם את השלושה צועדים במשך 30-20 שניות.
הקלע השקיף עליהם כשהוא מוסתר על ידי עץ שעומד לפני המבנה. השטח בו צעדו החטופים הוגדר מבחינתו כ"אדום", כלומר שטח שמאיים על הכוחות. הוא ירה ופגע בשניים מהם. השלישי הצליח לברוח למבנה אחר, משם הוא נשמע צועק. מתוך הבנה ששמע אותו צועק בעברית "מחבלים...", המג"ד צועק "חדל". לתפיסתו יש שני מחבלים שנורו ועוד אחד שברח. הוא מורה לשלישי, שזהו למעשה חטוף, "צא לכיווני".
אותו זמן לוחם נוסף תצפת על האירוע מקומה שנייה במבנה. ככל הנראה הוא לא שמע את הקריאה "חדל אש" בשל אטמי אוזניים שהיו באוזניו, ולא הבין את האירוע. הוא ראה את החטוף השלישי מתקרב שנית לאזור. הוא ירה לעבר החטוף. לידו לוחם נוסף ירה גם הוא לעברו. ברקע נשמע רעש רב של טנקים בשטח.
מאוחר יותר צוות של אחד הטנקים סרק את השטח, ומצא את גופת החטוף השלישי, וזיהה אותו. בשלב זה הם הבינו שמדובר באירוע שונה משציפו לו. מאוחר יותר זוהו גם גופות שני החטופים האחרים.
יומיים לאחר מכן, ב-18 בדצמבר, כוחות צה"ל חזרו למבנה עם יחידה לסילוק פצצות. הם איתרו את גופת הכלב ואת המצלמה, והעבירו אותה לדובר צה"ל, שבדקו את ההקלטה.
על פי מסקנות התחקיר, לדרג בפיקוד אוגדה 36 היה מידע על הימצאות חטופים במרחב שג'אעיה. יתר על כן, היו בנמצא כוחות מיוחדים זמינים שיכלו להתערב באירוע, כולל שייטת 13. עוד עלה כי לא התקיים תדרוך ועיסוק מספק במקרה בו החטופים מגיעים לכוחות צה"ל עצמאית.
בסוגיית השלט עם קריאת "הצילו", נכתב כי המקרה דווח לרמת האוגדה והגיע למפקדה של ניצן. לכאורה נשלל כמידע רלוונטי מסיבות כאלה ואחרות. באשר לסוגיית הירי בחטופים שאחזו בדגל לבן - בתחקיר אמר הלוחם שהוא חושב שראה את החטופים אוחזים בדגל, אך לא כי מדובר בדגל לבן.
בעקבות התחקיר חידד הרמטכ"ל את הוראות הפתיחה באש. לדבריו, הירי בחטופים לא היה צריך להתבצע אך נעשה בנסיבות מורכבות מאוד. הוא הבהיר כי אין לירות באדם שמרים ידיים ומרים דגל לבן, על אף שהחייל תפס זאת כאיום.
הרמטכ"ל הגדיר את הירי כ"אירוע קשה עם תוצאות קשות. צה"ל כשל במשימת חילוץ החטופים". הוא קבע שהמקרה לא נעשה בזדון, וכי הכוחות בשטח ביצעו את הפעולה הנכונה למיטב הבנתם, בצל החשש מאיומים כפי שחוו בימים לפני כן.