Dne 18. března 2016 byl zadržen při policejní razii právě v bruselské čtvrti Molenbeek. Před zadržením byl lehce postřelen poté, co se snažil policii uprchnout. O den později byl propuštěn z nemocnice v Saint-Pierre a v následujících dnech se zúčastnil výslechů belgické policie. Při nich uvedl, že se chtěl v rámci listopadových teroristických útoků odpálit na stadionu Stade de France, kde v té době probíhal fotbalový zápas mezi Francií a Anglií. Jeho výpověď přinesla také důležité informace o dalších členech rozsáhlé teroristické sítě a jejím fungování. Po teroristických útocích Islámského státu v Bruselu dne 22. března 2016, jen čtyři dny po Abdeslamově zadržení, vyslovili představitelé některých tajných služeb možnou souvislost těchto dvou událostí.