以前未知的车臣恐怖组织发表声明，声称对此次袭击负责。该恐怖组织自称为“Gazoton Murdash”，并且其声明由Lom-Ali（意为“狮子阿里”）署名。根据该声明，该恐怖组织发动此次恐怖袭击以纪念俄罗斯军队在格罗兹尼杀害数十名车臣人4周年。沙米尔·巴萨耶夫表示，他的恐怖组织为此次袭击花费7000美元。
调查.爆炸发生后不久，莫斯科市检察院认为此案是恐怖和蓄意谋杀案件，并且根据《俄罗斯联邦刑法典》立即作为刑事案件调查。根据地铁内的自动录像记录，两名高加索地区少数民族相貌的乘客