A köztisztasági jármű takarásában adhatta le a lövéseket a gyilkos, aki egy lépcsőn állt lesben, a párra várakozva, majd utóbb egy autóba beülve elmenekült. Egy ezüstmetál kocsi is parkolt a videó szerint a tetthely közelében, észak-oszétiai rendszámmal. Az ellenzéki politikusra hátulról hat lövést adtak le, ezek közül négy talált. Barátnője vallomásában nem tudott leírást adni sem a gyilkosról, sem az autóról, amellyel a férfi elmenekült, arra hivatkozott, hogy sokkos állapotban volt.
Az RT kormánypárti orosz hírportál forrásai szerint két dél-oroszországi férfit gyanúsítanak a merénylet elkövetésével, a fantomképüket azonban nem hozzák nyilvánosságra. A nyomozóbizottság szóvivője, Vlagyimir Markin megismételte azt a korábbi állítást, hogy a gyilkosság provokáció lehetett, s célja Oroszország destabilizálása. Azt sem zárják ki, hogy a Charlie Hebdo-merényletek ügyében kifejtett álláspontja miatt kerülhetett Nyemcov célkeresztbe, kapott ugyanis ennek kapcsán fenyegetéseket. De vizsgálják üzleti ügyeit, s magánéleti konfliktusait is.