Theo camera của khách sạn, có tới 33 người khả nghi có dấu hiệu theo dõi Mahmoud al-Mabhouh và thuê các phòng gần phòng của ông này. Hình ảnh của 11 nghi phạm trong số đó cùng các tên họ mà chúng sử dụng, được liệt kê vào danh sách bị truy nã của Interpol.[1] Còn theo chính quyền thành phố Dubai, có đến 18 nghi phạm, 6 người trong số chúng mang hộ chiếu Vương quốc Anh, 5 người mang hộ chiếu Ireland, 1 Pháp và 1 Đức.[2][3] Interpol và cảnh sát Dubai tin rằng các nghi phạm lấy cắp danh tính của những công dân thực sự, bảy người trong số đó là công dân danh dự Israel.[4] Đã có hai người Palestine bị bắt giam ở Dubai, bị nghi ngờ vì một trong số họ cung cấp việc hỗ trợ hậu cần cho nhóm ám sát.

Theo nguồn tin ban đầu, Mahmoud al-Mabhouh bị điện giật và khó thở.[5] Trung tướng Dhahi Khalfan Tamim thuộc Lực lượng Cảnh sát Dubai nói các nghi can theo dõi Mahmoud al-Mabhouh từ chuyến bay tới Dubai từ Damascus, Syria. Họ đến từ các nơi khác nhau của châu Âu và tá túc tại các khách sạn khác nhau để tránh bị phát hiện.

Cảnh sát trưởng Dubai quả quyết 99%, nếu không phải 100%, rằng vụ ám sát là hành động của tình báo Mossad của Israel. Ông cho rằng Dubai sẽ yêu cầu việc cho phép bắt giữ Meir Dagan, người đứng đầu Mossad, nếu được xác nhận rằng Mossad có dính líu và chịu trách nhiệm về vụ hạ sát tư lệnh Mahmoud al-Mabhouh ở Dubai.[6]

Phong trào Palestine Hamas cũng cáo buộc vụ sát nhân và thề sẽ trả thù Mossad[7] còn phía Israel thì từ chối bình luận về những lời cáo buộc rằng Mossad đứng đằng sau vụ ám sát.