จากการตรวจสอบในที่เกิดเหตุ เจ้าหน้าที่พบปลอกกระสุนปืน ขนาด 9 มม. จำนวน 6 ปลอก ตกอยู่บนพื้นถนน และรถจักรยานยนต์ ไม่ติดแผ่นป้ายทะเบียน 1 คัน นอกจากนี้ยังพบว่า ที่บริเวณริมถนนมีกิ่งไม้จำนวนหนึ่งถูกนำมาปักไว้ บางส่วนถูกนำมากองสุมไว้ ซึ่งคาดว่าคนร้ายใช้เป็นที่ซ่อนอำพรางตัว
ต่อมาเจ้าหน้าที่ได้เดินทางไปที่โรงพยาบางค่ายบางระจัน ทราบว่า มีผู้บาดเจ็บ 6 คน คือ นายภูวดล มะนาวหวาน อายุ 18 ปี นายอภิวัฒน์ ยี่สุ่นแก้ว อายุ 15 ปี นายภิญโญ ประสงค์เงิน 19 ปี นายชรินทร์ โตยะบุตร 16 ปี นายอนุวัฒน์ นนทรีอุทก 17 ปี และนายพีรพัฒน์ สินสุนทร 17 ปี ส่วนผู้เสียชีวิตคือ นายทวีศักดิ์ ราตรี อายุ 15 ปี นายจักรพันธ์ ยิ้มแย้ม อายุ 15 ปี และนายธีรชัย เถื่อนเกิดพันธ์ อายุ 15 ปี
จากการสอบสวนนายมงคล เทพารักษ์ อายุ 24 ปี ให้การว่า ตนขับรถปิกอัพ อีซูซุ สีเขียว ทะเบียน บง 8449 อ่างทอง พาเด็กๆ ทั้งหมด 21 คน ไปไหว้พระที่วัดแสวงหา พร้อมกับเที่ยวชมงานภายในบริเวณวัด หลังจากนั้นได้ขับรถกลับบ้านพักเลขที่ 32/1 หมู่ 2 ต.เขาดิน อ.เดิมบางนางบวช จ.สุพรรณบุรี ขณะนั้นพบรถยนต์ สีเทาดำ ไม่ทราบยี่ห้อและหมายเลขทะเบียน ซึ่งขับสวนทางมา และเลี้ยวรถกลับแล้วเร่งความเร็วตามมาอย่างกระชั้นชิด จนกระทั่งถึงที่เกิดเหตุ กลุ่มคนร้ายซึ่งซุ่มอยู่บริเวณด้านหลังกิ่งไม้ ได้ใช้ปืนยิงถล่มเข้าใส่อย่างไม่ยั้ง กระสุนเข้าที่กระจกหน้ารถ และบริเวณกระจกรถด้านข้างซ้าย
"ขณะที่คนร้ายยิงปืนเข้าใส่ ยังไม่ทราบว่า มีใครเสียชีวิตหรือบาดเจ็บบ้าง แต่ก็รีบขับรถมุ่งหน้าไปที่โรงพยาบาลบางระจัน พอดูกระจกมองหลัง ก็เห็นรถปิกอัพ โตโยต้า วีโก้ ไม่ทราบหมายเลขทะเบียน ขับไล่ตามมาพร้อมกับยิงปืนเข้าใส่ เป็นระยะทางเกือบสิบกิโลเมตร จนกระทั่งถึงแยกทองเลือน กลุ่มคนร้ายก็หลบหนีไป เนื่องจากข้างหน้ามีด่านตรวจ ผมไม่เข้าใจเลยว่า พวกเขาจะยิงพวกผมทำไม ทั้งๆ ที่ไม่เคยมีเรื่องทะเลาะวิวาทกันมาก่อน ในงานวัดกลุ่มพวกผมก็ไม่ได้มีเรื่องกับใคร" นายมงคลกล่าว
ด้านนายจัก ยิ้มแย้ม บิดานายจักรพันธุ์ ยิ้มแย้ม ผู้เสียชีวิต กล่าวว่า ผู้เสียชีวิตและผู้ได้รับบาดเจ็บส่วนใหญ่เป็นนักเรียนชั้น ม.3 ส่วนลูกชายตนทำงานอยู่ที่กรุงเทพฯ เพิ่งจะเดินทางมาเยี่ยมบ้านได้ 2 วัน ก่อนเกิดเหตุได้ขออนุญาตไปเที่ยวงานที่วัดดังกล่าว ซึ่งตนยังห้ามว่า กลางค่ำกลางคืนไม่น่าจะไป เพราะอาจเกิดอันตรายขึ้นได้ แต่ลูกชายบอกว่าไปไหว้พระคงไม่มีอะไร พร้อมทั้งเข้ามาหอมแก้ม และโบกมือบอกว่าไปล่ะนะ สุดท้ายลูกชายก็มาเสียชีวิต ซึ่งตนและครอบครัวตลอดจนคนในหมู่บ้าน ยังทำใจไม่ได้กับเหตุการณ์ป่าเถื่อนเช่นนี้
ขณะที่ นางรสชง เถื่อนเกิดพันธุ์ มารดาของนายธีรชัย เถื่อนเกิดพันธุ์ กล่าวว่า ลูกชายมาขอไปเที่ยวที่ อ.แสวงหา ตนก็บอกไปว่าอย่าไปเลย เพราะทราบว่าวัยรุ่นใน อ.แสวงหา ชอบดักยิงวัยรุ่นต่างถิ่นเป็นประจำ แต่ลูกชายตนก็บอกว่า ไปกันหลายคนไม่เป็นไร สุดท้ายก็ได้รับโทรศัพท์ว่า ลูกชายของตนถูกยิงเสียชีวิต ตนแทบจะเป็นลม ตนมีลูกชายคนเดียว และไม่เกเรเลย เป็นคนตั้งใจเรียนอีกด้วย
พ.ต.ท.พีระพันธุ์ จันทร์เทียน รอง ผกก.ชุดสืบสวน ภ.จว.อ่างทอง กล่าวว่า จากการสอบปากคำพยาน ตรวจสอบที่เกิดเหตุ ยังไม่พบชนวนเหตุจูงใจที่นำไปสู่ความขัดแย้งรุนแรง ซึ่งกลุ่มผู้เสียหายเป็นเด็กวัยรุ่นเพิ่งเดินทางมาเป็นคืนแรก และไม่ได้มีพฤติกรรมเสื่อมเสีย แต่คิดว่าน่าจะมีบุคคลในกลุ่มคนใดคนหนึ่ง สร้างความไม่พอใจแก่บุคคลอื่นโดยไม่รู้ตัว และจากการออกสืบสวน ก็พอจะทราบแล้วว่า รถเก๋งสีดำคันดังกล่าวเป็นของใคร มีพยานจำหมายเลขทะเบียนเอาไว้ได้ เบืองต้นทราบว่าเป็นกลุ่มลูกน้องนักการเมืองท้องถิ่นบางคน และจากพยานพบว่าคนร้ายน่าจะเป็นคนที่ทำงานใกล้ชิดเจ้าหน้าที่ตำรวจด้วย
ผู้สื่อข่าวรายงานว่า เหตุการณ์ที่เกิดขึ้น พล.ต.ต.วิสุทธิ์ วานิชบุตร ผบก.ภ.จว.อ่างทอง ตำหนิเจ้าหน้าที่ตำรวจ สภ.แสวงหา เนื่องจากเป็นคดีอุกฉกรรจ์ แต่เจ้าหน้าที่ตำรวจไม่รายงานให้ทราบ และไม่ได้ส่งศพไปชันสูตรที่สถาบันนิติเวช เพื่อตรวจพิสูจน์อย่างละเอียด ที่สำคัญไม่มีการแจ้งให้เจ้าหน้าที่ตำรวจวิทยาการไปตรวจสอบในที่เกิดเหตุ โดยเฉพาะการแจ้งวิทยุให้สกัดจับคนร้าย ซึ่งสร้างความไม่พอใจให้แก่ผู้ปกครองผู้เสียชีวิต และผู้ได้รับบาดเจ็บ