ตำรวจเมืองเดนเวอร์ระบุว่าสามารถจับผู้ก่อเหตุได้ที่โรงจอดรถของภาพยนตร์พร้อมปืนไรเฟิลและปืนพก นอกจากนี้ คนร้ายยังบอกตำรวจว่ามีระเบิดจำนวนหนึ่งอยู่ที่อพาร์ทเมนท์ของตนด้วย ทำให้ตำรวจเร่งอพยพผู้คนจากอาคารหลังดังกล่าวและเข้าเคลียร์พื้นที่ แต่ยังไม่มีรายงานว่ามีระเบิดจริงตามที่ชายคนนี้อ้างหรือไม่
พยานในที่เกิดเหตุกล่าวว่า คนร้ายสวมแต่งกายสีดำ สวมหน้ากากกันพิษของหน่วยปราบจลาจล ชุดเกราะกันกระสุน และมีอุปกรณ์ช่วยมองเห็นในความมืด โดยคนร้ายเดินเข้ามาที่ทางออกใกล้กับแถวหน้าสุด ก่อนโยนระเบิดควันหรือไม่ก็แก๊สน้ำตา เมื่อควันเริ่มออกมา มือปืนดังกล่าวก็กราดยิงใส่ผู้คนที่ชมภาพยนตร์อยู่ ส่วนพยานที่ชมภาพยนตร์อยู่ในโรงข้างๆ ระบุว่าได้ยินเสียงปืนและเห็นควันออกมาจากจุดเกิดเหตุ แต่ตอนแรกคิดว่าเป็นเทคนิกพิเศษของโรงภาพยนตร์ จนกระทั่งได้ยินเสียงผู้คนกรีดร้องจึงพากันหนีออกมาจากโรงภาพยนตร์
ด้านสำนักงานสืบสวนกลางของสหรัฐ (เอฟบีไอ) ระบุว่าเหตุกราดยิงในโรงภาพยนตร์นี้ไม่เกี่ยวข้องกับการก่อการร้าย แต่เจ้าหน้าที่ตำรวจจะสอบสวนหาแรงจูงใจที่ก่อเหตุต่อไป