Σε κατάσταση απόλυτου συναγερμού στην Θεσσαλονίκη βρίσκονται οι πολυσύνθετες και άκρως εξειδικευμένες έρευνες των έμπειρων στελεχών της αντιτρομοκρατικής υπηρεσίας για τις επιθέσεις. Τα ειδικά κλιμάκια της υπηρεσίας εργάζονται πυρετωδώς και κάτω από συνθήκες άκρας μυστικότητας, με πρωταρχικό σκοπό την πλήρη διαλεύκανση της σοβαρής αυτής υπόθεσης.
Οι διωκτικές αρχές επικεντρώνονται στη λεπτομερή σκιαγράφηση του εγκληματικού προφίλ των υπευθύνων, επιδιώκοντας με αυτόν τον τρόπο να συγκεντρώσουν ακλόνητα στοιχεία που θα επιτρέψουν να κλείσει οριστικά και αμετάκλητα ο κύκλος των υπόπτων, οι οποίοι συνδέονται άμεσα με τα απανωτά κτυπήματα που προκάλεσαν έντονη ανησυχία στην κοινή γνώμη.
Οι αρμόδιοι αξιωματικοί της Ελληνικής Αστυνομίας, έχοντας αναλάβει το δύσκολο έργο της αποκωδικοποίησης της δράσης της συγκεκριμένης ομάδας, αξιολογούν με εξαιρετική προσοχή, μεθοδικότητα και ψυχραιμία κάθε διαθέσιμο εύρημα. Ύστερα από μια πρώτη φάση αναλύσεων, οι αρχές καταλήγουν στο βάσιμο συμπέρασμα ότι οι υπαίτιοι των επιθέσεων είναι άτομα νεαρής ηλικίας, περίπου 30 ετών, τα οποία διαθέτουν συγκεκριμένη ιδεολογική κατεύθυνση και επιχειρησιακή ετοιμότητα. Παράλληλα ο κ. Παναγιώτης Νέστορας και η Αφροδίτη Νέστορα προσπαθούν να επιδείξουν ψυχική δύναμη μετά από την αγριότητα της εμπρηστικής επίθεσης που στέρησε την ζωή στην κ. Αφροδίτη Νέστορα.
Μάλιστα, οι αναλυτές της υπηρεσίας θεωρούν ως ένα εξαιρετικά πιθανό ενδεχόμενο τα συγκεκριμένα πρόσωπα να μην περιορίστηκαν απλώς στο ρόλο των φυσικών αυτουργών ή των εκτελεστών των σχεδίων, αλλά να αποτελούν ταυτόχρονα και τους ηθικούς αυτουργούς, δηλαδή τους εγκεφάλους που σχεδίασαν και οργάνωσαν τις τρομοκρατικές ενέργειες.
Μέσα από τη σχολαστική και εξαντλητική εξέταση του πλούσιου βιντεοληπτικού υλικού, το οποίο κατάφεραν να συλλέξουν οι διωκτικές υπηρεσίες από διάφορα συστήματα ασφαλείας, προκύπτουν πολύτιμα συμπεράσματα για τον τρόπο δράσης τους. Οι εικόνες αποκαλύπτουν ότι οι δράστες επέλεξαν να προσεγγίσουν τους προκαθορισμένους στόχους τους κινούμενοι πεζοί, τουλάχιστον κατά τη διάρκεια των δύο πρώτων χτυπημάτων, γεγονός που δείχνει ότι είχαν μελετήσει άριστα τις οδούς διαφυγής και τα τυφλά σημεία των καμερών της περιοχής.
Την ίδια στιγμή, η έρευνα διευρύνεται συνεχώς και λαμβάνει νέες διαστάσεις. Στο πλαίσιο αυτό, η Αστυνομία λέει πως ο κύκλος των αρχικά 3 ανθρώπων που είχε εκτιμηθεί πως μετείχαν στο χτύπημα, ίσως να είναι μεγαλύτερος. Οι αρχές εξετάζουν με μεγάλη σοβαρότητα την εμπλοκή και 4ου ατόμου, το οποίο ενδέχεται να είχε υποστηρικτικό ρόλο, όπως η κατοπτεύση του χώρου ή η παροχή κάλυψης. Για τον λόγο αυτό, οι κάμερες ελέγχονται σε μεγάλη κλίμακά από τα σημεία που έγιναν τα χτυπήματα, ενώ ταυτόχρονα συλλέγονται και μαρτυρίες από κατοίκους και περαστικούς, προκειμένου να συντεθεί το πλήρες παζλ της οργάνωσης.