По словам силовиков, в ходе расследования была проведена значительная работа по опросу свидетелей, просмотру записей с камер видеонаблюдения, проверке приезжих. Отрабатывались три основные версии. Первая - криминальная, связанная с возможным спором хозяйствующих субъектов.
По второй версии - готовить теракты могли лица, ранее осужденные за террористическую деятельность, по третьей - члены бандподполья Северо-Кавказского региона для дестабилизации общественно-политической обстановки.
В результате было установлено, что к преступлениям причастны шестеро членов банды - Исламхан Абдурахманов, Темирлан Гаджиев, Аслан Отепов, Анварбек Амангазиев и Эльдар Кайбалиев, а также главарь группировки - Рафаэль Исмаилов. Во время задержания Исмаилов и Гаджиев оказали вооруженное сопротивление и были уничтожены. Остальных участников бандгруппы задержали.
Аслан Отепов на стадии предварительного следствия заключил предварительное соглашение о сотрудничестве и полностью признал свою вину, в связи с чем уголовное дело в отношении него выделили в отдельное производство. 29 февраля Ставропольский краевой суд признал Отепова виновным в инкриминируемых ему преступлениях и приговорил к 16 годам колонии строгого режима.
Взрыв в Пятигорске прогремел вечером 17 августа 2010 года. У кафе на проспекте Кирова сработало взрывное устройство, заложенное в автомобиле ВАЗ-2106. В результате взрыва были ранены около 40 человек.
30 сентября в правоохранительные органы Ставрополя поступила информация о том, что у кафе "Глория" припаркована подозрительная автомашина. В ходе проверки было установлено, что в машине ВАЗ-2107 находятся труп мужчины с огнестрельным ранением и взрывное устройство, снаряженное поражающими элементами в виде подшипников и кусков арматуры.