Tożsamość napastników 17 września 2004 roku Szamil Basajew oświadczył, że to on zorganizował zamach. Wśród napastników było 12 Czeczenów, 2 Czeczenki, 9 Inguszy, 3 Rosjan, 2 Arabów, 2 Osetyjczyków, 1 Tatar, 1 Kabardyjczyk i 1 Guran. Część źródeł łączy z atakiem Jewłojewa, inguskiego zastępcę Basajewa. Przywódca powstania czeczeńskiego Asłan Maschadow potępił atak i oświadczył, że jego siły nie brały w nim udziału.
thumb|Władimir Putin odwiedza ofiary, 4 września 2004 Tożsamość większości napastników nie jest znana. Znaleziono ciała 30 spośród 33 napastników – dwóch prawdopodobnie zbiegło, zaś jeden został schwytany. Schwytano też, jak donoszą media, dwie osoby współpracujące z napastnikami. Schwytany napastnik to 24-letni Czeczen Nur-Pasza Kułajew. Według oficjalnych informacji Kułajew zeznał, że oddziałem dowodzili człowiek używający pseudonimu „Pułkownik” oraz Anatolij Chodorow, podejrzewany o udział w zamachu na pociąg Moskwa-Władykaukaz 15 maja 2004. Według Kułajewa, „Pułkownik” zastrzelił jednego z członków oddziału, który był przeciwny porywaniu dzieci. Proces Kułajewa toczący się od lata 2005 we Władykaukazie ujawnił wiele nowych szczegółów na temat ataku.