国立博物館襲撃事件について毎日新聞の取材に応じたチュニジア内務省のラフィク・シェリー次官は、実行犯が高性能爆弾を所持していたことを明らかにした。事件は、襲撃を周到に準備し、最終的には自爆テロで多くの犠牲者を出すことを計画していたとみられる。
　
　　事件後の捜査では、２人が襲撃当日、仲間が運転するバイク２台に分乗して現場に向かったことも判明。外国人観光客を乗せたバスが博物館に到着したのを確認後、博物館の敷地内に侵入。バスから降りた観光客らを無差別に銃撃した。さらに館内（３階建て）に逃げた観光客を追って、１階と２階で銃撃を重ねた。犠牲者の半数以上は２階に逃げ込んだところで殺害された。
　
　　２人は３階に上った後、治安当局の特殊部隊と銃撃戦になり、射殺された。自動小銃と手投げ弾、爆弾ベルトで武装。爆弾はセムテックスという高性能のプラスチック爆薬で、実際に使われていれば犠牲者がさらに増えた可能性が高い。
　
　　一方、運転役の仲間２人は当初、実行犯が逃走するために現場近くで待機していたが、治安当局が多数駆けつけたため逃亡。治安当局は２１日までに運転役２人を逮捕した。
　
　　また、内務省は２１日、実行犯２人が館内に侵入する場面を捉えた監視カメラの映像を公開した。映像には、トレーニングウエアなどを着用し、銃を構えた実行犯２人が速足で館内を歩き、階段を上がっていく様子などが映し出されている。途中、階段付近で鉢合わせになったリュック姿のチュニジア人とみられる男性には、発砲せずに、見逃した状況も映っている。男性についての説明はないが、逃走中の実行犯グループの一人との情報もある。