ככל שחולפות השעות מאז סיכול פיגוע התופת סמוך לצומת גוש עציון, מתגלים פרטים נוספים על ניסיון הפיגוע שנמנע בנס. נחשף כי המטענים שהתפוצצו אמש לא הכילו חומר נפץ תקני, אך היו רבי עוצמה והכילו גם בלוני גז, שהגבירו את עוצמת הפיצוצים. מפרטי חקירת האירוע עולה כי המחבל שהגיע לכרמי צור ניצל את העובדה שהמאבטח פתח את שער היישוב לצורך בידוק, וחדר למקום תוך ניצול ההזדמנות.
לאחר הפיגוע, כוחות צה"ל ביצעו פעולות נרחבות בעיר חברון, שם עצרו שישה מבוקשים והטילו כתר צבאי על העיר, במטרה למנוע כל אפשרות להימלטות או לפעולה נוספת של מחבלים. במהלך החקירה, עלה חשד שלצד שתי מכוניות תופת שיצאו מחברון ונסעו על ציר 60 בגוש עציון, הייתה גם מכונית תופת שלישית שטרם אותרה. בכבישים במרחב עדיין פרוסים מחסומים רבים, והכוחות ממשיכים בביצוע סריקות נרחבות ברחבי הגזרה כדי למצוא את הרכב החסר ולוודא שאין איום נוסף.
במהלך התחקיר הראשוני, התגלה כי שני המחבלים שחוסלו אמש הם מוחמד אחסאן יקין מרקה וזהדי נדאל תופיק אבו עפיפה, שניהם בשנות העשרים לחייהם. נכון לעכשיו, השניים אינם מוכרים למערכת הביטחון, ואין סימנים ברורים לשיוך ארגוני או רקע עוין. אחד הכיוונים הנבדקים בחקירה הוא האם הם קיבלו הכוונה ממקורות מחוץ לאיו"ש, כולל מימון ותכנון למתווה הפיגוע המשולש שבו השתמשו.
במקביל, כוחות צה"ל פועלים באופן נרחב בעיר חברון, שמזוהה עם חמאס וממנה יצאו המחבלים אמש. הפלסטינים מדווחים על מספר מעצרים של חשודים בעיר הגדולה, במהלך פעילות שצה"ל ביצע לפנות בוקר. במהלך הפעילות, התגלתה מעבדת חבלה לייצור מטענים בעיר. כוחות צה"ל השמידו את המעבדה והשאירו את המקום לאחר מכן.
כפי שדווח במהלך הלילה, המחבלים הגיעו בשני רכבים ממולכדים דרך ציר 60. הרכבים יצאו מחברון, העיר הפלסטינית הגדולה והחשובה באזור, שמזוהה עם חמאס. הפיגוע החל בשעה 23:35 אמש, כאשר רכב ממולכד התפוצץ בתחנת דלק ליד צומת גוש עציון. המחבל שהיה ברכב זה חוסל במקום. דקות לאחר מכן, מחבל נוסף חדר ליישוב הסמוך כרמי צור וחוסל גם הוא.
מהפרטים הראשוניים עולה כי המחבל בכרמי צור פרץ את הש.ג עם רכב ממולכד וניסה לדרוס את המאבטח. סייר ביטחון ביישוב, שחיפש למנוע את חדירת הרכב הממולכד, התנגש ברכבו עם רכב המחבל ופתח באש. הרכב הממולכד התפוצץ, והמחבל שהיה בתוכו חוסל גם הוא.
בפיגוע הראשון נפצע קצין לוחם בן 24 באורח בינוני, בעוד קצין נוסף במילואים בן 34 נפגע באורח קל. שניהם נפגעו מירי לא-מכוון שביצע כוח צה"ל. בכרמי צור, סייר הביטחון בן ה-28 נפצע באורח קל בעקבות ההתנגשות עם רכב המחבל. הוא פונה לבית החולים הדסה עין כרם, ולאחר קבלת טיפול רפואי שוחרר לביתו.
מח"ט עציון, אל"מ גל ריץ', שהוזעק לזירה, נפצע גם הוא באורח קל מאוד בידו. למרות הפציעה הקלה, הוא המשיך לטפל באירוע ולנהל את המצב בשטח. בעקבות שני הפיגועים, הוקפצו לגוש עציון כוחות רבים, כולל צה"ל, שב"כ, משטרה וכוחות מיוחדים נוספים. מפקד פיקוד המרכז הגיע לכרמי צור וקיים הערכת מצב ראשונית בשטח יחד עם מפקד אוגדת איו"ש, מפקד חטיבת עציון, מפקד חטיבת יהודה ומפקדים נוספים.
ביישוב כרמי צור נערכו סריקות אינטנסיביות מחשש שמחבלים נוספים חדרו אליו. כוחות הביטחון חיפשו בכל פינה, תוך שמירה על ערנות גבוהה לכל חשד. יותר משבע שעות לאחר תחילת האירוע, הודיע פיקוד העורף כי הושלמה הפעולה נגד חדירת המחבלים ביישוב כרמי צור. "ניתן לצאת מהבתים ולנוע באזור ללא הגבלה", נמסר בהודעה.
