Các nhân chứng cho biết kẻ sát nhân tiến hành vụ thảm sát một cách bình tĩnh và khôn khéo, lựa chọn nạn nhân theo cách thức có tính hệ thống. Hung thủ còn biết cách sử dụng bom choáng để thắp sáng và làm các mục tiêu mất phương hướng.
Báo Hurriyet dẫn lời một bartender sống sót qua vụ tấn công nói: “Tên khủng bố ném thứ gì đó phát sáng mỗi lần hắn dùng hết đạn. Việc này xảy ra ít nhất 3 lần”.
Theo báo Sozcu, trong một chi tiết chuyên nghiệp khác, kẻ sát nhân ném bom choáng ra phía sau lưng để có thể nhìn rõ các nạn nhân trong khi mắt không bị ảnh hưởng bởi ánh sáng.
Cây bút Abdulkadir Selvi của báo Hurriyet cho rằng, kẻ thủ ác có thể đã
được đào tạo ở Syria. Tuy nhiên, báo Aydinlik dẫn một nguồn tin an ninh giấu tên cho hay,
nghi can có mối liên hệ với Tân Cương, một khu tự trị của Trung Quốc.
Trong khi đó, D.M dẫn tuyên bố của cảnh sát Thổ Nhĩ Kỳ cho hay vợ nghi can xả súng khai không hề hay biết chồng là một phần tử ủng hộ tổ chức khủng bố Nhà nước Hồi giáo (IS) tự xưng và chỉ hay tin về vụ việc lúc xem truyền hình.
Nghi can lên máy bay ở Kyrgyzstan cùng vợ và các con và hạ cánh xuống thành phố Istanbul ngày 20/11/2016 sau đó đến Konya ở miền trung Thổ Nhĩ Kỳ, thoát khỏi sự chú ý của an ninh với hình ảnh của một người đàn ông gia đình.
Theo vợ của nghi can, ngày 29/12, hắn rời Konya theo đường bộ đến Istanbul. Khi cảnh sát công bố ảnh của nghi can vụ tấn công, hàng xóm ở Konya gọi cho đường dây nóng cảnh sát và xác định danh tính nghi phạm, kéo theo việc các điều tra viên đổ đến căn hộ gia đình nghi can đang thuê.
Ngày 3/1, nhà chức năng Thổ Nhĩ Kỳ bắt giữ hai người ngoại quốc ở sân bay Ataturk của Istanbul vì nghi ngờ hai người này có liên hệ tới vụ tấn công hộp đêm. Hai người này sau đó được đưa đến trụ sở cảnh sát ở Istanbul.
Hãng tin tư nhân Dogan cho hay các sân bay và cửa khẩu được đặt trong tình trạng báo động cao và bất kỳ người đàn ông nào có ngoại hình giống nghi can đang bị truy lùng đều bị chặn lại để phục vụ công tác điều tra của cảnh sát.