Po około dwóch godzinach Arlosoroff zmarł w szpitalu Hadasa, po operacji i transfuzji krwi, w wyniku odniesionych ran i wykrwawienia. Obdukcja przeprowadzona 17 czerwca o godzinie 10 wykazała, że kula uszkodziła jelita, tętnicę i wątrobę. Uznano, że postrzał był śmiertelny i żadna pomoc nie wpłynęłaby na utrzymanie Arlosoroffa przy życiu.
Policja Mandatu Palestyny po oględzinach miejsca zdarzenia uznała, że był to zaplanowany zamach. Miejsce postrzału znajdowało się w znacznej odległości od ulicy, a obok miejsca zbrodni znajdował się cmentarz i winnica, co mogło ułatwić ucieczkę. Ślady sprawców urwały się po 600 metrach od miejsca postrzału. Policja wyznaczyła nagrodę dla osoby, która pomogłaby w ujęciu sprawców w wysokości 500 funtów palestyńskich. Dodatkowe 1000 funtów palestyńskich zapowiedziała Agencja Żydowska.
Podejrzani Policja przygotowała rysopisy dwóch sprawców. Pierwszy z nich miał być mężczyzną średniego wzrostu, w wieku powyżej 30 lat, ogolony, o „niemiłej aparycji” i „kaczym chodzie”, noszącym garnitur skrojony w europejskim stylu. Drugi sprawca, mężczyzna niskiego wzrostu, w wieku około 30 lat, nieogolony, o „orientalnej” urodzie i wąskim nosie.