שוטרי תחנת יפו וכוחות זיהוי פלילי הגיעו למקום, החלו בחיפוש אחר החשוד וסרקו ואספו ראיות מהזירה. בתוך הכנסייה הבחינו השוטרים במספר פסלים שהופלו ארצה ונשברו לרסיסים. כמו כן נמצאו צלבים שבורים על הכיסאות ועל הרצפה. במהלך החקירה הצליחו השוטרים לזהות את החשוד, תושב יפו בשנות ה-20 לחייו, אשר נעצר לפני זמן קצר והובא לחקירה.