Sinan Ateş cinayetine ilişkin Ankara Cumhuriyet Başsavcılığı'nda başlatılan soruşturma Başsavcıvekili Durdu Özer koordinasyonunda iki savcı tarafından kapsamlı şekilde sürdürülüyor. Son olarak tetikçiyi saldırı sonrasında Ankara dışına çıkardıkları öne sürülen Tolgahan D. ve Emre Y. ile avukat Serdar Ö. tutuklandı. Soruşturma kapsamında cinayetin hemen ardından iki kez gözaltına alınıp serbest bırakılan Tolgahan D. ve Emre Y. eksenli önemli delil ve tespitlere ulaşıldı. Her iki isimden elde edilen dijital materyaller üzerinde detaylı incelemeler yapıldı. Tolgahan D.'den alınan dijital materyallerde diğer şüphelilerle konum bilgisi paylaştığı belirlendi. Bu konumların saldırganların eylem sonrası kaçış güzergahı olabileceği değerlendirildi. Savcılık bu tespit ve yeni bulgular üzerine Tolgahan D. ve Emre Y.'nin gözaltına alınması emrini verdi ve söz konusu kişiler tutuklandı.
Habertürk'ün haberine göre eylem öncesi ve sonrasında kurdukları irtibat üzerinden de derinlemesine inceleme başlatıldı. Bazı şüphelilerin takipten kurtulmak için mobil WI-FI cihazlar üzerinden hatsız telefonlarla ve FaceTime ile iletişim kurdukları bulgusuna ulaşıldı. Haklarında yakalama kararı bulunan ve her yerde aranan şüphelilerin saldırı öncesi Ankara'nın en kritik bölgelerinden biri olan Çukurambar'da keşif yaptıkları, saldırı sonrasında yakalanmadan kaçtıkları görüldü. Bu durum bir güvenlik zafiyeti olup olmadığını gündeme getirdi. Şüphelilerin Sinan Ateş'in adres bilgilerine nasıl ulaştıklarıysa savcılık tarafından inceleniyor.
Eski Ülkü Ocakları Genel Başkanı Sinan Ateş, arkadaşı Selman Bozkurt ile 30 Aralık 2022'de Çankaya ilçesi Kızılırmak Mahallesi'nde bir binadan çıktığı sırada motosikletli 2 kişinin silahlı saldırısına uğramıştı. Saldırıda Bozkurt omzundan yaralanırken, Ateş kaldırıldığı hastanede hayatını kaybetmişti.