Vụ tấn công đã được điều tra bởi một đơn vị chống khủng bố của Cảnh sát Paris.[6][12][13] Hãng thông tấn Amaq thân ISIL tuyên bố nghi phạm là một "người lính của Nhà nước Hồi giáo", đáp lại lời kêu gọi tấn công công dân liên minh.[14] Công tố viên Francois Molins tuyên bố rằng kẻ tấn công đã hét lên "Allahu Akbar" trong cuộc tấn công.[5][15]

Nghi phạm được đặt tên là Khamzat Azimov, một công dân Pháp và sinh viên điều dưỡng,[16] sinh năm 1997 tại Chechnya. Anh ấy đã cùng cha mẹ đến Pháp vào đầu những năm 2000, nơi gia đình được cấp quy chế tị nạn vào năm 2004. Lớn lên ở Strasbourg, ở Vùng Alsace, năm 2010, mẹ anh ấy trở thành công dân Pháp, cho phép anh ấy nhập tịch. Nghi phạm 19 tuổi khi đó đã trở thành người được DGSI quan tâm vào năm 2016, khi một số người quen của anh ta lên kế hoạch đi du lịch tới Syria. Anh ta không có tiền án tiền sự,[17] tuy nhiên, NBC đã báo cáo rằng "nghi phạm nằm trong danh sách theo dõi của cảnh sát về chủ nghĩa cấp tiến." [18] Một nguồn tin tư pháp nói với truyền thông Pháp rằng cha mẹ anh ta đang bị giam giữ để thẩm vấn.[19][20] Tại Chechnya, lực lượng an ninh đã triển khai các tàu sân bay bọc thép ở Argun để vây bắt người thân của Azimov để thẩm vấn.[21]

Một người bạn thời trung học của Azimov đã bị bắt ở Strasbourg và chuyển đến Paris.[21] Ngay trước khi xảy ra vụ tấn công, anh ta đã gửi cho em gái mình một tin nhắn văn bản "một thánh ca thánh chiến thường được Nhà nước Hồi giáo sử dụng" từ một trong ít nhất tám chiếc điện thoại của anh ta. Nghi phạm, được xác định là Abdul Hakim A, cũng là người Pháp gốc Chechen, người đã xuất hiện trong danh sách theo dõi khủng bố, bị buộc tội "liên kết với những kẻ khủng bố tội phạm với kế hoạch tấn công người dân."[22] Hai phụ nữ bị giam giữ để thẩm vấn, một người báo cáo người vợ cực đoan của Hakim A, người năm 2017 đã cố gắng rời khỏi Syria.[22]