Sarıyer'deki Santa Maria Kilisesi'nde gerçekleşen saldırının failleri olan DEAŞ'lı teröristler, kredi kartı izi sayesinde polis tarafından 10 saat içinde yakalandı. Olay sonrasında polis, teröristlerin kullandığı aracın en son Başakşehir'den 27 Aralık 2023'te kredi kartı ile yakıt aldığını tespit etti. Kredi kartının sahibi Tacikistan vatandaşı oldu ve polis, kart sahibinin itirafıyla teröristlerin izini sürdü.
Ayrıca, gözaltına alınan 60 şüpheliden 26'sı sınır dışı edilmek üzere geri gönderme merkezine götürüldü. 36 kişi ise emniyetteki işlemleri tamamlanarak sağlık kontrolünden geçirildi ve adliyeye sevk edildi. Gözaltına alınan teröristler arasında DEAŞ soruşturmasında daha önce serbest bırakılan Shamsullo R.'nin, saldırıdan önce teröristlere aracı verdiği belirlendi. DEAŞ'lı teröristlerin, saldırıdan önce Kayseri'ye gidip geldikleri ve bir süre otelde kaldıkları da ortaya çıktı. Gözaltındaki şüpheliler arasında yer alan Andrei Guzun'un, DEAŞ'ın sözde sorumlularından olduğu iddia edilen Darrar Al-Shishani kod adlı Adam Kharmarzayev olduğu öne sürüldü.
