相關單位尚未公布是誰發動攻擊，以及攻擊動機，警方也說，目前沒有逮捕任何嫌疑人，不過波士頓警察局長戴維斯（Ed Davis）說，許多人接受詢問。華府當局表示，目前沒有人出面聲稱犯案。
「波士頓環球報」（The Boston Globe）報導，負責調查此案的人員表示，1名與這起爆炸案有關的「關係人」晚間8時前在布里翰婦女醫院（Brigham and Women's）接受詢問。調查人員說，這個人也在爆炸中受了傷。
戴維斯表示，死亡人數從先前的2人攀升至3人。
「波士頓環球報」引述兩名執法人員報導，死者包含1名8歲孩童。當地兒童醫院回報，院方接收到的傷者包含1名9歲女孩、1名7歲男孩、1名12歲男孩和1名2歲嬰孩。
拆彈小組正在逐一檢查留在馬拉松賽道旁的包裹和包裝袋，戴維斯呼籲民眾留在室內或回飯店房間，避免聚集。他說，調查人員不清楚犯案者是否將炸彈置於信箱或垃圾桶內。
戴維斯也說，爆炸前沒有接到任何警告，「沒有特定情資」顯示會發生爆炸事件。
數百名警消在事發後立即趕到現場，美國聯邦調查局（FBI）、州警、美國菸酒槍炮及爆裂物管理局（ATF）調查人員都投入調查。波士頓所有警察都已經取消休假，返回崗位。
許多媒體報導，警方在賽事現場發現許多未爆裝置，美國聯邦調查局波士頓特別行動主管德斯里耶（Richard DesLauriers）拒絕在記者會對此置評。