בחקירתם בשב"כ הודו השניים בביצוע הפיגוע הנ"ל וכן במעורבות בפעילות טרור נוספת באזור עזון, לצד פעילים נוספים מהכפר, אשר נעצרו, אף הם, לחקירה.

בשבועות האחרונים נעצרו 17 תושבים מהכפר עזון, (ביניהם קטינים נוספים), בחשד לפעילות טרור. במהלך חקירותיהם, הוסגרו מטען צינור ו-4 רובי ציד מאולתרים, לרבות הרובה באמצעותו בוצע הפיגוע.

העצורים הודו בחקירותיהם בביצוע פיגועי ירי נוספים, בתחילת דצמבר 2011, לרבות ירי לעבר חיילים, אשר סיכלו את כוונתם לבצע ירי לעבר כלי רכב ישראלי בציר 55, וכן במספר רב של ידויי אבנים והשלכות בקבוקי תבערה לעבר כלי רכב ישראליים וכוחות צבא על הציר הראשי סמוך לעזון ובתוך הכפר. בין הפיגועים יוזכר פיגוע השלכת בקבוקי תבערה לעבר אוטובוס ישראלי וכלי רכב ישראליים, שנסעו על ציר 55 מערבית לעזון, במהלך חודש נובמבר 2011.

נגד ארבעה מהעצורים, ביניהם מבצעי פיגוע הירי, הוגשו, במהלך חודש ינואר 2012, כתבי אישום לבית המשפט הצבאי בשומרון, בעברות שונות, לרבות: ניסיון לגרימת מוות בכוונה, זריקת חפץ נפיץ, זריקת חפצים לעבר כלי תחבורה נוסע, וכנגד חלקם גם בעברות של סחר בציוד מלחמתי.

שירות הביטחון הכללי וצה"ל פועלים ברצף לצמצום התופעה של ביצוע ירי, ידויי אבנים והשלכת בקבוקי תבערה לעבר כלי רכב ישראליים וכוחות צה"ל באזור הכפר עזון, וימשיכו לפעול לסיכולה.