美國聯邦調查局，聯同多個部門調查波士頓爆炸案，未有任何人或組織承認責任。有官員認為，今次襲擊計劃周詳，調查人員初步懷疑，可能是伊斯蘭武裝分子，或美國國內的右翼極端分子所為。
第一次爆炸發生後，有跑手停下，但隨即再發生爆炸。爆炸是在波士頓馬拉松開始後4小時9分鐘發生，正值大批業餘跑手陸續衝線，現場有不少親友在場打氣，當局不排除襲擊者，選擇這個時段引爆炸彈；加上事後現場找到至少兩個未爆的炸彈，有情報官員認為，反映今次襲擊計劃周詳。
有白宮官員透露，這宗爆炸案會被列作恐怖襲擊處理。
今次是自01年911襲擊後，美國本土發生的最嚴重炸彈爆炸。聯邦調查局，聯同司法部等多個聯邦部門，以及波士頓警方調查襲擊者身分及動機。
波士頓警察局長戴維斯表示，他們事前沒收到襲擊賽事的情報，調查人員正研究現場拍下的相片及影片，希望找到線索，他呼籲民眾提供資料。現時國民警衛軍已經派到當地戒備。
警方星期一晚搜查波士頓市郊一個單位，但沒有透露有無帶走物件及拘捕任何人。
現時未有任何人或組織承認責任。路透社引述官員說，調查人員正循至少兩個方向調查，其中一個懷疑事件是本土的右翼極端分子所為，因為波士頓馬拉松是在愛國者日舉行，同時星期一又是美國民眾提交報稅表的最後限期。
另一個推測指，事件可能與伊斯蘭武裝分子有關，因為阿爾蓋達在阿拉伯半島的分支，在網上公布的製造炸彈及襲擊方法，包括引爆連環炸彈，與今次襲擊模式相似。
