אמש מעט לאחר חצות, ולאחר הידיעה המעציבה כי יהודה גואטה הי"ד לא שרד את הפיגוע שנערך בתחילת השבוע בצומת תפוח, כוחות צה"ל והשב"כ פרסמו כי אודות לפעילות אינטנסיבית של הכוחות, הצליחו הללו להניח את ידם על המחבל שביצע את הפיגוע הנוראי. המידע על מותו של יהודה הי"ד הגיע לכוחות הביטחון בשעה שכיתרו את ביתו של המחבל.
המעצר התבצע בעיר סילוואד ונערך בלי אירועים חריגים. המחבל הבין כי כוח צה"ל מכתר את ביתו והבין כי אין לו ברירה. מונתסר החליט להסגיר את עצמו לידי הכוחות לאחר שהללו כרזו לו לצאת, מונתסר יצא מהבית תוך כניעה מבלי שהתנגד. המחבל נזקק לטיפול רפואי קל, זאת לאחר שנפצע מאש כוחות צה"ל שירו עליו בזמן ביצוע הפיגוע. בתום הטיפול הרפואי הועבר לחקירת שב"כ.
כוח צה"ל התמקד בעיקר באיזור עקרבה, אך בעקבות מידע מודיעיני שהתקבל בידי כוחות הביטחון כי המחבל הוברח בידי קרובי משפחתו לאיזור רמאללה. המידע התקבל על בסיס חקירת בני משפחה שנעצרו ושיתפו פעולה וכן באמצעים טכנולוגים אשר נמצאים בידי השב"כ. בסך הכל במהלך הפעילות נעצרו מעל 10 אנשים שחלקם אף השתחררו לאחר שמסרו את הידוע להם.
כוחות הביטחון ידעו על מיקום הרכב שהיה בשימוש המחבל בזמן הפיגוע, אך בחרו שלא להתייחס, כדי לחכות ולראות אם אחד מקרוביו של המחבל יגיע לקחת אותו וע"י כך יאתרו את סביבת המחבל. התרגיל לא צלח משום שכוחות הביטחון של הרש"פ גילו את הרכב, ומספר מקומיים שרפו את הרכב.
זהותו של שלבי, בן 44 ואב לשבעה מהכפר תורמוס עיא, הייתה ידועה למערכת הביטחון. הוא לא היה משויך לארגון טרור אך הזדהה עם חמאס וקרא לחדש את הפיגועים ביהודה ושומרון. עם זאת, שלבי, שהיה איש עסקים מעשירי הכפר, פעל כמפגע בודד וביום הפיגוע נהג לבד ברכבו, שנשרף על-ידי סייעניו, והיה זה שירה כעשרה כדורים לעבר תחנת האוטובוס.
בהודעה משותפת אמש למשטרה ושב"כ נמסר כי "בתום פעילות מודיעינית ומבצעית מאומצת של שב"כ, צה"ל ומשטרת ישראל אותר ונעצר המפגע אשר ביצע את פיגוע הירי בצומת תפוח בו נרצח יהודה גואטה ז"ל ונפצעו 2 אזרחים ישראלים נוספים".
"המפגע הוא מונתצר שלבי, בן 44, תושב תורמוסייעא, ללא שיוך ארגוני. בעקבות מידע מודיעיני של שב"כ, פשטו הלילה לוחמי ימ"מ ושב"כ על מבנה בו הסתתר המבוקש בכפר סילואד. המפגע הועבר לחקירת שב"כ. כוחות הביטחון ימשיכו לפעול בנחישות מול כל מי שביצע פיגוע טרור ועם אלו אשר סייעו לו", לשון ההודעה.
ראש הממשלה בנימין נתניהו מסר כי "אני משבח את השב״כ, צה״ל והמשטרה על פעולה מהירה ונחושה שהביאה ללכידתו של המחבל הנתעב שרצח את יהודה גואטה ז״ל ופצע את בניה פרץ. ידה הארוכה של ישראל מגיעה לכל מי שפוגע באזרחינו".
