19 апреля 2013 года Джохар со своим старшим братом Тамерланом стали объектом преследования со стороны американских спецслужб. Их подозревали в организации теракта в Бостоне 15 апреля 2013 года. По данным следствия, при задержании Джохара Царнаева он оказал сопротивление и, получив ранение, скрывался несколько часов в городе Уотертауне (пригород Бостона). Полиция обнаружила Джохара в лодке и арестовала, предварительно открыв огонь по лодке, в котором скрывался Джохар, нанеся борту более 100 пулевых отверстий. В результате обстрела он получил ранение в шею, из-за которого потерял способность говорить. 22 апреля 2013 года Джохар Царнаев пришёл в сознание и начал давать письменные показания.