כוחות הביטחון עצרו הלילה (ראשון) את מבצעי הפיגוע בחומש, בו נרצח יהודה דימנטמן ונפצעו כמה נוספים. כוחות צה"ל, ימ"מ ושב"כ פשטו במהלך הלילה על סילת אל-חארית'יה, כפר פלסטיני בצפון השומרון. הכוחות ביצעו מעצרים של ארבעה חשודים, ביניהם שניים ממבצעי הפיגוע. הארבעה הועברו להמשך חקירת כוחות הביטחון.
בתוך כך, במהלך המבצע הוסגר לידי הכוחות אמצעי לחימה אשר על פי החשד שימש לביצוע הפיגוע. כמו כן, במהלך המעצרים הלילה לכדו לוחמי הימ"מ שלושה נשקים 2 m-16 תקניים ונשק מאולתר שמיוצר באיו"ש מסוג קרלו.
אחד העצורים פרסם סרטון ברשתות החברתיות שעות ספורות לפני תפיסתו, בו קרא: "ערב טוב יא שבאב. איפה הצבא?".
לצד זאת, ראש הממשלה, נפתלי בנט, ביקר לפנות בוקר בחפ"ק המבצעים המיוחדים של שירות הביטחון הכללי (שב"כ) ועקב מקרוב אחר תפיסת המחבלים. "אני מברך את שב"כ, צה"ל וימ"מ על סגירת מעגל מהירה, בשילוב זרועות ובשיתוף פעולה, שהביאו לתפיסת המחבלים מהפיגוע בשומרון", אמר בנט.
"יידע כל מחבל כי מדינת ישראל תבוא עמו חשבון. אי אפשר להסתתר לאורך זמן. כל מחבל צריך לדעת שהוא על זמן שאול. אני מבקש למסור למשפחתו של יהודה דימנטמן הי"ד - הכאב עצום, אבל הטרור לא ינצח ולא יזיז אותנו ממקומנו", הוסיף.
לאחר האירוע, ביצע דובר צה"ל, תת אלוף רן כוכב, תדריך מיוחד לכתבים צבאיים, בו ציין כי במהלך מעצר המחבלים נתפס גם רכב בזירת המעצרים. כוכב ציין כי בשעות הקרובות יידעו בצה"ל האם הפיגוע קשור לארגון טרור מסוים.
דובר צה"ל אמר עוד כי שניים מהמחבלים הם אלו שביצעו את הירי, כאשר ארבעה או חמישה מחבלים בסך הכל משויכים לפיגוע בהקשרים שונים. המעצר, לדבריו, בוצע ללא חילופי אש.
כידוע, לוחמי ימ"מ מצטרפים לפעילויות של לוחמי מג"ב בשטחי הרשות הפלסטינית ברקע שבו נדרש לבצע פעולה מול הטרור, כאשר הם מסתייעים לאנשי השב"כ המכווינים אותם למקום. צה"ל אחראי על מתן המעטפת החיצונית לפעילות. סמוך ל-2:20 הגיעו לוחמי הימ"מ לשלושה מוקדים בכפר. הם נכנסו פנימה, וביצעו, כאמור, את מעצר ארבעת החשודים.
הפיגוע אירע ביום חמישי האחרון בערב, במסגרתו בוצע ירי לעבר רכב בו נסעו צעירים ישראלים, כולם תלמידי ישיבה. הירי בוצע ככל הנראה ממארב בצד הציר ביציאה מחומש לכיוון שבי שומרון, כאשר אחריו המשיכו השלושה בנסיעה עד צומת סבסטיה, שם דיווחו על האירוע. כוחות משטרה גדולים ממחוז ש"י ומסוק משטרתי ביחד עם כוחות גדולים של צה"ל ניסו להתחקות אחר היורים, שנמלטו מהמקום.
נהג הרכב שנפצע בפיגוע, נריה פלדמן, סיםר לאחר מכן כי בעת שהם יצאו ממאחז חומש בדרכם לשבי שומרון, נפתחה לעברם אש: "ראינו הבזקים, זה היה צרור מתמשך, לא עצרתי, המשכתי בנסיעה עם צמיגים מנוקבים מהיריות עד שהגעתי לצומת. בדרך דיווחתי על הירי למשטרה".
עוד הוסיף פלדמן: "היינו ארבעה אברכים מהישיבה ברכב, יהודה ישב מאחור. לידי ישב פצוע נוסף ומאחוריו ישב בחור נוסף שלא נפגע בכלל. ממש עם הפנייה שמאלה מחוץ לחומש, לכיוון שבי שומרון, הופתענו על ידי המחבלים, שמעתי צרור, ומיד הבזקים. הירי התחזק, זה היה צרור מטורף. שאלנו אם הכל בסדר ויהודה טען שהוא נפצע בצוואר. המשכתי בנסיעה כשאני לוחץ על דוושת הגז, הבנתי שאני עם פנצ'רים, אבל הצלחתי להגיע ממש לשער של שבי שומרון וכוחות הההצלה שהמתינו לנו פינו אותנו לאמבולנס, שם גם סיפרו לנו שחברנו נרצח".
מאות בני אדם הגיעו בשישי אל היישוב שבי שומרון, למסע ההלוויה של יהודה דימנטמן ז"ל, שנרצח בפיגוע. בהמשך, עצרו המשתתפים בכניסה למאחז חומש, שם נורה למוות על ידי המחבלים, ומשם המשיכו להר המנוחות בירושלים, שם נטמן דימנטמן. במהלך הלוויה ספד לו אביו: "יהודה נרצח כשחזר מלימוד תורה בחומש. צוואתו - שיפסיקו להציק לצדיקים שבמסירות נפש ממש לומדים בחומש. 12 אנחנו אחים, האחד איננו, והקטון, יהודה בן הזקונים האהוב שלנו איננו.
אנחנו רוצים להודות לקב"ה על 25 שנות חייו של יהודה ולהודות לאתיה אישתו הצדקת שהיו לו איתה חיים מאושרים. אמרתי אתמול לאנשים שניחמו אותנו מהצבא, שזו הצוואה של יהודה- שיפסיקו להציק לכל הצדיקים שבמסירות נפש ממש לומדים בחומש".
