爆弾事件に関与したすべての容疑者は2008年のうちに逮捕された。1月7日、グアルディア・シビル（治安警察）によって、ギプスコア県アラサーテ/モンドラゴンでイゴル・ポルトゥとマティン・サラソーラが逮捕された。逮捕時、彼らふたりは回転式拳銃を輸送していた。彼らは警察車両に乗せられ、護衛の警官に殴られたとされる。また、後ろ手に手錠をかけられながら、彼らは引き離されてある場所（場所不明）に連れて行かれ、そこで殴られたり蹴られたりし、さらには死の脅迫を受けた。サラソーラは手錠をかけられたまま丘の斜面に放り投げられ、その後には頭部に銃を突きつけられた。しかし、内務省はこれらの拷問があったとする主張を否定し、「彼らは逮捕時に逃走を試みたために負傷した」とした。翌日、ルバルカバ内務大臣はポルトゥとサラソーラが空港爆弾事件の加害者だったと発表した。2月16日、フランス領バスクのピレネー＝アトランティック県サン＝ジャン＝ド＝リュズでホセバ・イトゥルビデとミケル・サン・セバスティアンが逮捕され、同時に同じくETAのメンバーであるホセ・アントニオ・マルティネル・ムールとアスンシオン・ベンゴエチェアも逮捕されている 。最終的に11月17日、最重要指名手配人だったチェロキーがフランス領バスクのオート＝ピレネー県にあるスキーリゾート地、コテレで逮捕された。2010年5月3日、ポルトゥ、サラソーラ、サン・セバスティアンの3人は、攻撃時の役割の責任を問われてマドリードのスペイン国立高等裁判所に現れた。彼らはそろって法廷での発言を拒否した。サラソーラは「ファシスト法廷」を認知しないと述べ、「それに参加するつもりはない」と述べた。スペインの法律ではテロ行為に対する懲役の最大値は40年とされているが、5月21日、彼らは2件の殺人と48件の殺人未遂（最後文では48人の負傷者がいたと述べられた）の罪により、それぞれが懲役1,040年を宣告された。
爆弾が積まれたバンは駐車場の2階に置かれており、爆風で建物の90%が破壊された。1月21日には駐車場の修復工事が開始された。損傷はターミナルの内部にも及んだが、ターミナルビルに関しては1月末までには修復された。6か月間の工事で駐車場は再建され、2007年9月20日にマグダレーナ・アルバレス公共労働大臣や多くの実業家が再竣工記念式典に出席した。駐車場の再建には総額2,450万ユーロがかかり、さらに攻撃時に停車していた2,100台の車に生じた損害の補償のために1,500万ユーロがかかった。さらにターミナルビルの修復にもいくらかの費用がかかった。
攻撃が行われた2006年12月30日の午後、スペイン中の市庁舎で黙祷が捧げられた。2007年1月14日、バスク州首相のパチ・ロペスを含むバスク州の政治家がビスカヤ県ビルバオに集まり、またバスク地方に住むエクアドル人も出席し、死者に敬意を表した。1月29日、マドリードのハウス・オブ・アメリカに数百人の人々が集まり、エクアドルのマリア・フェルナンダ・エスピノサ外務大臣、スペインのトリニダ・ヒメネスイベロアメリカ長官などが出席した追悼式典が行われた。ターミナル4駐車場の再竣工記念式典で、当局は被害者の車が駐車されていた正確な区画で亡くなった2人の胸像を披露した。
爆風の後、AENAは直ちにターミナル4を封鎖し、数百の便が離陸を延期した。他の3つのターミナルからの便は影響を受けなかった。午後2時、ターミナル4からいくつかの便が離陸を開始したが、AENAはターミナル4に向かう乗客に公共交通機関のみを使用するよう求めた。この数時間後、通常通りの運航に戻り、午後7時までには、時刻表にある575便のうち388便がターミナル4から出航した。その後の数週間、消防と救急サービスが事件現場から瓦礫の除去作業を行い、1月21日までに約25トンの瓦礫が取り除かれた。膨大な量の瓦礫によって、エクアドル人ふたりの遺体の救出は困難を極めた。1月4日にはカルロス・アロンソ・パラーテの遺体が車の中から見つかり、翌日の5日にエクアドルに送還された。1月5日にはディエゴ・アルマンド・エスタシオの遺体が見つかり、1月7日に母国に送還された。ふたりの遺体はスペイン政府によって手配されてトレホン空軍基地から飛び立ち、彼らの子孫にはスペイン国籍が与えられた。爆弾事件後の数日中には、いくつかの当局が事件現場を訪れた。1月3日、国民党党首のマリアーノ・ラホイ、マドリード州首相のエスペランサ・アギーレ、マドリード市長のアルベルト・ルイス＝ガリャルドンが爆発地点を訪れ、4日にはスペイン政府のサパテロ首相が現場を訪れた。
死亡したカルロス・アロンソ・パラーテは35歳であり、出生地はエクアドル・トゥングラワ県アンバトである。アロンソは2002年にスペインに到着し、バレンシアのプラスティック工場で働いていた。スペインで大晦日を過ごすためにやってきた友人の妻を迎えに、バレンシアからマドリードにやって来ていた。2007年1月6日、アロンソはピカイウアの小さな町に埋葬された。ディエゴ・アルマンド・エスタシオは19歳であり、出生地はエクアドル・エル・オロ県マチャーラである。2001年にマドリードに到着し、製造業労働者として働いていた。ガールフレンドの親類を迎えに空港に来ていた。2007年1月8日、故郷のマチャーラに埋葬された。
「予後」（英語ではprognosis）とは、予想される医学的な状態（健康状態）に関する、経験にもとづいた見解、を意味する用語である。例えば「予後が良い」や「予後良好」と言えば、見通しがよいことを意味する。反対に「予後が悪い」や「予後不良」とは、見通しが悪いことを表す。「予後比較的良好」という表現も頻用されるが、これは「同種の他疾患に比べれば良好」といった程度の意味である。「予後」の意味は疾患や病状によって異なり、例えば悪性度の高い進行がんや末期がん（癌）などでは「生存期間」、精神疾患では「社会復帰可能か、どうか」との意味になることが多い。ただし同じ疾患でも複数の観点から予後が判断されることがあり、生存のみを考える場合は生命予後、機能に関する後遺症が残るかどうかを考える場合は機能予後という用語を用いる。例えばうつ病は精神疾患であるが自殺という生命予後に直結する危険を含んでいるし、脳卒中の生命予後は必ずしも悪くないが、寝たきりになるなど機能予後の問題は大きい。致死的な疾患の場合においては、生命予後の指標として広く使われているのは生存率である。5年生存率とは、ある疾患を診断された患者のうちどれだけが、診断から5年後にも統計的に生存しているかの割合である。すなわち、その5年間に何らかの理由（診断された疾患かもしれないし、それと無関係な交通事故かもしれない）で死亡した人の割合を1から引いたものである。同様に計算される1年生存率、10年生存率もよく使われる。略して「5生率」などとも言う。その他、平均生存期間（診断から死亡するまでの時間の平均）も生命予後の指標として頻用される。予後を判断する材料となるものを「予後規定因子」あるいは単に「予後因子」と言う。主な予後因子には疾患の種類、症状、病期、病理像、部位、遺伝子、合併症、年齢などがある。