זהות המחבלים שחטפו את שלושת הנערים, גיל-עד שער, נפתלי פרנקל ואייל יפרח, הותרה הערב (חמישי) לפרסום.
פחות מיממה לאחר החטיפה, חשף שירות הביטחון הכללי כי החמאס הוא העומד מאחורי חטיפתם של הנערים.
שני המחבלים המרכזיים המעורבים בחטיפה, הם מרואן קואסמה ועאמר אבו עישה - מחבלי חמאס מחברון, אשר הפכו למבוקשים מיד עם ביצוע פיגוע החטיפה. מאז מתנהל מצוד נרחב של שב"כ וצה"ל ללכידת המבוקשים, בראש ובראשונה על מנת לאתר את מקום הימצאם של הנערים החטופים.
קואסמה נעצר בעבר בגין פעילותו בחמאס. הוא בן 29 וכבר בהיותו בן 18 נעצר, נשפט וריצה עשרה חודשי מאסר עד אוגוסט 2004. מאז נעצר עוד 4 פעמים נוספות, בחלקם גם במעצרים מנהליים.
בחקירתו האחרונה בשנת 2010, הודה כי הוא מגוייס לחמאס הצבאי באזור חברון משנת 2009, היה מעורב באימונים צבאיים במערות באזור חברון, פעל להשגת חומרי-גלם לצורך ייצור חומר נפץ וסייע לארגון בגיוס צעירים נוספים לפעילות חמאס. כאמור, בגין פעילות זו הוא נכלא עד מרס 2012.
אבו עישה, בן 34 נעצר לראשונה בנובמבר 2005, נחקר והועבר למעצר מנהלי עד יוני 2006. נעצר בשנית לתקופה קצרה באפריל 2007. אחיו - מחבל אשר נהרג בנובמבר 2005, בעת שניסה להשליך מטען חבלה, לעבר כוח צה"ל. אביו נעצר בישראל מספר פעמים בגין פעילות טרור.
כאמור, עאמר ומרואן פעלו במסגרת התארגנות החמאס באזור חברון. כמו-כן נעצרו על ידי השב"כ, צה"ל והימ"מ מספר חשודים הנחקרים בשב"כ בחשד למעורבותם בפיגוע החטיפה.
ראש הממשלה בנימין נתניהו נאם הערב בטקס סיום קורס טיס והתייחס לפרסום שמותיהם של המחבלים החוטפים. "אמרנו שמי שביצע את הפשע הזה היו מחבלים של החמאס, והיום שירות הביטחון הכללי פרסם את שמותיהם של שניים מהחוליה הזאת, אנשי חמאס.
"אני מצפה מאבו מאזן שאמר דברים חשובים בערב הסעודית, שיעמוד מאחורי המילים שלו ויפרק את ההסכם שלו עם ארגון הטרור חמאס שחוטף נערים וקורא להשמדת ישראל", הוסיף נתניהו.