ראש הממשלה, אריאל שרון, כינס הלילה החל מהשעה 21:00, התייעצות ביטחונית בלשכתו. בדיון משתתפים שר הביטחון, שאול מופז, שר החוץ בנימין נתניהו, השר לביטחון פנים עוזי לנדאו ושר האוצר, סילבן שלום. מופז זימן את ראשי מערכת הביטחון להערכת מצב בשעה 23:00.

ישראל מטילה את האחריות לפיגוע הכפול על ערפאת והרשות הפלשתינית. ארגון הג'יהאד האיסלאמי נטל הערב את האחריות על הפיגוע הכפול בתחנה המרכזית בתל אביב. התחנה הלווינית של אבו דאבי שידרה לפני זמן קצר, כי הג'יהאד האיסלאמי עומד מאחורי הפיגוע.

בהודעה שפירסם אירגון הג'יהאד האיסלאמי נאמר כי הפיגוע הוא נקמה על פעולות צה"ל בשטחי יש"ע וחיסולים של ישראל במבוקשים של אירגוני המחבלים.

הזרוע הצבאית של הפתח, גדודי חללי אל אקצא, מיהרה אף היא בעקבות אירגון הג'יהאד האיסלאמי ונטלה את האחריות לביצוע פיגוע ההתאבדות הכפול בתל אביב. הזרוע הצבאית של הפתח, מסרה כי המחבלים המתאבדים יצאו משכם, ואף נקבה בשמותם. על פי המידע שהגיע לכוחות הבטחון הפלשתיניים, שני המחבלים הם סאמר עמר מוחמד איברהים, בן 20, ואיברק ריפעת עבד אל רוחמן חלפי, בן 19, שניהם תושבי שכם.

גורמים מדיניים בכירים בישראל הטילו הערב את האחריות לפיגוע הכפול שהיה בתחנה המרכזית בתל אביב על יאסר ערפאת והרשות הפלשתינית.

שר הביטחון שאול מופז אמר כי "שיחות קהיר בין הרשות הפלשתינית לאירגוני הטרור הפלשתיני אינם דנים בהפסקת הפיגועים אלא בתיאומם".

ישראל טוענת גם, כי אין לצפות שברשות הפלשתינית ייערכו רפורמות של ממש, והפיגוע הוא הוכחה כי אילו היו מנגנוני הבטחון הפלשתיניים מנסים לסכל את הטרור, הפיגוע הכפול לא היה מיתרחש.