自杀式炸弹袭击，根据地铁系统的监视摄影机的录像推断，两名相信与北高加索的分离主义组织有联系的女性自杀袭击者都各自由另一名同伴引路进入地铁站。她们引爆捆在腰上的黑索金（RDX）炸药为了增加杀伤力而在表面贴满金属碎片，于卢比杨卡站其爆发威力大约等于四公斤三硝基甲苯（TNT）炸药，于文化公园站爆炸的则相当于1.5至2公斤TNT威力。调查亦认为袭击者以前未曾使用过莫斯科地铁而不熟识其网络，因此第二次袭击的真正目标有可能是环状线文化公园站的下一站、邻近俄罗斯联邦国内治安部总部的十月站。被怀疑是爆炸案幕后主脑之一的