لحظاتی بعد هنگامی که صدای هولناک شلیک ها خاموش شد و دو سرنشین پژو غرق در خون شدند،مهاجم جوان، دوباره سوار پراید شد و به همراه راننده که منتظر وی بود، از صحنه جنایت مسلحانه با سرعت سرسام آوری گریختند. این درحالی بود که برخی از شاهدان عینی مدعی بودند مهاجم مسلح پس از شلیک های متعدد، دوباره خشاب اسلحه را عوض کرد و به شلیک های مرگبار خود ادامه داد. گزارش خراسان حاکی است: با فرار مهاجمان مسلح از صحنه قتل، زنگ تلفن پلیس 110 به صدا درآمد و خودروهای گشت انتظامی راهی میدان تلویزیون شدند. دقایقی بعد و با توجه به این که احتمال می رفت مهاجمان مسلح با انگیزه های «امنیتی» اقدام به شلیک کرده باشند، مراتب به قاضی حسن حیدری (معاون سیاسی و امنیتی دادستان مرکز خراسان رضوی) اعلام شد و بدین ترتیب قاضی حیدری که در مسیر کلانتری احمد آباد بود، عازم محل درگیری شد.
با توجه به اهمیت و حساسیت ماجرا با حضور سرهنگ رزمخواه (رئیس پلیس آگاهی خراسان رضوی) و سرهنگ آقا بیگی (رئیس پلیس مشهد) در محل وقوع جنایت، تحقیقات گسترده با دستورات معاون دادستان در این باره ادامه یافت. دقایقی بعد با کشف یک قبضه سلاح وینچستر در پشت صندلی عقب خودروی مقتولان و شناسایی هویت آنان، مشخص شد که جنایت مسلحانه با انگیزه اختلافات قبلی رخ داده است به همین دلیل موضوع به قاضی ویژه قتل عمد اطلاع داده شد و بررسی های قضایی به ریشههای جنایی گره خورد.
بنابر گزارش خراسان، با ورود قاضی علی اکبر احمدینژاد به صحنه حادثه و با شناسایی هویت دو مقتول 37 و 39 ساله که «حسن - ق» و «حسین - م» نام داشتند، تحقیقات پلیسی و قضایی به شیوه های تخصصی و فنی ادامه یافت. به همین منظور گروه زبدهای از کارآگاهان اداره جنایی پلیس آگاهی خراسان رضوی با نظارت مستقیم سرهنگ حمید رزمخواه، پی گیریهای ویژه و رصدهای اطلاعاتی خود را آغاز کردند. اجساد قربانیان این جنایت که آثار گلوله های متعدد بر سر و گردن، بازو و قفسه سینه آن ها نمایان بود، به دستور قاضی احمدی نژاد به پزشکی قانونی منتقل شد و بررسیها برای شناسایی عاملان این جنایت هولناک ادامه یافت. معاون سیاسی و امنیتی دادستان مرکز خراسان رضوی روز گذشته در گفت وگویی کوتاه به خبرنگار خراسان گفت: تیراندازی مرگبار در میدان تلویزیون مشهد که به قتل دو جوان منجر شد، امنیتی نبود و بر اثر اختلاف و خصومت های قبلی رخ داده است. به همین دلیل نیز پرونده مذکور توسط بازپرس با تجربه ویژه قتل عمد در حال رسیدگی است.
قاضی علی اکبر احمدی نژاد (بازپرس ویژه قتل عمد) نیز با اشاره به این که تحقیقات گسترده ای درباره این جنایت آغاز شده است، به خراسان گفت: پوکه های شلیک شده از سلاح کلاشینکف و دیگر آثار به جا مانده از مهاجمان مسلح جمع آوری شده است و کارشناسان سلاح نیز در حال بررسی موضوع هستند.