Trong lời khai ban đầu và các cuộc thẩm vấn sau đó, các nghi phạm cho biết cuộc tấn công đã được "một người đàn ông bí ẩn" lên kế hoạch, Ủy ban Điều tra Liên bang Nga cho biết trong một tuyên bố hôm 29/3. Đối tượng này đã liên lạc với những kẻ khủng bố bằng tin nhắn thoại được gửi qua ứng dụng Telegram.
"Theo chỉ đạo của kẻ chủ mưu, sau khi gây án, các đối tượng khủng bố đã lái một chiếc xe ô tô về phía biên giới Nga - Ukraine để vượt biên và đến Kiev để nhận nốt số tiền còn lại", cơ quan thực thi pháp luật cho biết.
Ủy ban Điều tra cho biết họ đang tiếp tục "xác minh liệu có sự tham gia của các lực lượng đặc nhiệm Ukraine trong việc tổ chức và tài trợ cho vụ tấn công khủng bố hay không".
Lực lượng đặc nhiệm Nga hôm 23/3 đã bắt được 4 đối tượng thực hiện vụ khủng bố khi chúng đang chạy trốn về hướng biên giới Ukraine. Các đối tượng này được xác định là công dân Tajikistan và ban đầu được các quan chức mô tả là "các phần tử Hồi giáo cực đoan".
Tổ chức Nhà nước Hồi giáo (IS) tự xưng đã liên tục thừa nhận thực hiện vụ thảm sát. Mỹ và EU cũng nhiều lần khẳng định IS là thủ phạm duy nhất và Ukraine không liên quan.
Tuy nhiên, Moscow vẫn tỏ ra hoài nghi về những tuyên bố trên. Tổng thống Vladimir Putin, Ngoại trưởng Sergey Lavrov, và các lãnh đạo FSB và Ủy ban Điều tra đều tuyên bố rằng có nhiều bằng chứng cho thấy Kiev có liên quan. Ông Lavrov cho rằng việc phương Tây liên tục khẳng định Ukraine vô tội là "rất đáng ngờ".
Hôm 28/3, Ủy ban Điều tra tiết lộ rằng 4 nghi phạm đã nhận được "một lượng lớn tiền mặt và tiền điện tử" từ Ukraine. Số tiền này sau đó được sử dụng để chuẩn bị cho vụ tấn công vào khán phòng Crocus City Hall ở ngoại ô Moscow hôm 22/3, cơ quan này cho biết. Vụ tấn công khủng bố đã cướp đi sinh mạng của 144 người và khiến hơn 200 người phải nhập viện.