פרטים חדשים רבים מהטבח שאירע במסיבת ה"נובה", ממוקדי המחדל המרכזיים ביותר ב-7.10, נחשפים בתחקירי הצבא. בצה"ל מגבים את ההחלטה לאשר את קיום מסיבת הטבע הגדולה שנערכה בחניון רעים, והרמטכ"ל רב אלוף הרצי הלוי אמר בהקשר הזה בדיונים סגורים: "תמיד פעלתי לאפשר אירועים. היה נכון לאשר את מסיבת הנובה״. אבל באותה נשימה עולה מהתחקירים כי מרגע שהוחלט לעלות את הדריכות על הגדר בשל אירועי הלילה – ובהם הפעלת כרטיסי הסים החשודים בעזה – היה צורך לפזר מיד את המסיבה או לחלופין להביא למקום כוח צבאי לתגבור האבטחה סביבה.
מהתחקיר עולה עוד כי מיד לאחר הירי הראשוני, מפקד העורף של חטיבה הצפונית יצר קשר טלפוני עם המשטרה וכן עם מנהל האבטחה והורה לו לסיים את המסיבה ולפזר אותה מיד. כמה דקות אחר כך התקיימה שיחה נוספת עם מנהל האבטחה, בה זה עידכן כי כ-90 אחוז מהמשתתפים עזבו את שטח המסיבה.
אולם הפינוי המהיר לא סייע לרבים, שנלכדו בחוליות המחבלים שכבר ערבו לנוסעים לאורך כביש 232, וחלק משמעותי מהם נפגעו באזור "חץ שחור" ליד מפלסים וכן בסמוך לצומת שער הנגב. בתחקיר התברר כי כוח המחבלים שהגיע למסיבת הנובה היה חלק מגל הפלישה השני, וכי רוב המחבלים הגיעו למקום באמצעות טנדרים מסוג טויוטה. מטרתם המקורית של המחבלים הללו לא הייתה לתקוף את באי המסיבה, אלא להתקדם במהירות לעומק שטח ישראל – כאשר הם כיוונו להגיע לבסיס חיל האוויר בחצרים, לנתיבות, לאופקים וכן לבאר שבע.
מהתחקיר עולה שהם התבלבלו בניווט, ומצאו את עצמם באזור רעים, שם נתקלו במאות המבלים ואנשי הצוות שנותרו בשטח. התחקיר מעלה כי בשלב זה הם פתחו בירי לעבר המבלים הנמלטים. כוח תגבור של לוחמים בפיקוד מפקד פלוגה עשה את דרכו למסיבה כדי לחתור למגע, אולם הוא נתקל בכח מחבלים אחר לפני שהגיע למסיבה. בקרב נהרג מפקד הפלוגה ומספר לוחמים נפגעו.
המחבלים החלו לעזוב את שטח המסיבה בסמוך לשעה 11:00. הם נסעו על כביש 232 ובשלב זה מסוק של חיל האוויר הבחין בהם, אולם הטייס לא הצליח לקבוע באופן וודאי אם מדובר במחבלים או בחיילי צה"ל ולכן לא תקף.
