המשטרה פתחה בחקירה במוצאי חג הסוכות, עם קבלת דיווח במוקד 100 על קול ירי סמוך לשעה 21:40 בכפר ג'סר א-זרקא (10 אוקטובר). במקום אותר נער בן 17 תושב המקום, בתוך עסק לממכר מזון, כשהוא פצוע באורח קשה. הוא פונה למרכז הרפואי הלל יפה בחדרה ובהמשך נקבע מותו.
מהחקירה הראשונית עלה כי שני חשודים הגיעו לעסק בו שהה הנער ג'לאל עמאש, פתחו באש לעברו ולאחר מכן נמלטו. עוד עולה מהחקירה, כי הרקע לאירוע הינו סכסוך בין שתי משפחות המתגוררות בכפר, במסגרתו כבר אירעו מספר אירועי ירי, נתפס נשק ונעצרו חשודים.
חוקרי היחידה ללוחמה בפשיעה במרחב מנשה, יחד עם שוטרים מתחנת ג'סר א-זרקא וחוקרי זיהוי פלילי מהמרחב, החלו באיסוף ממצאים בזירת הרצח ובסביבתה, לצד סריקות והפעלת אמצעים שונים. במהלך הלילה נעצרו 11 חשודים תושבי ג'סר א-זרקא בחשד למעורבות ברצח – כל אחד לפי חלקו.
בהערכת מצב שקיים מפקד מחוז חוף, ניצב יורם סופר, הוא אמר: "מדובר באירוע רצח נתעב אשר הביא למותו של צעיר בן 17, נמשיך לפעול ביתר שאת ובנחישות תוך כדי שימוש בכלל האמצעים והמשאבים העומדים לרשותנו על מנת להביא את החשודים לדין בהקדם האפשרי".
בהמשך לכך, החליטה המשטרה לשחרר שבעה מהחשודים עוד בתחנה. ארבעת חשודים נוספים הובאו לארכת מעצר ובית המשפט האריך את מעצרם בחמישה ימים. עו"ד מוחמד רחאל המייצג שלושה חשודים מתוך הארבעה: "המשטרה ביקשה 11 ימים, אבל בית המשפט נתן להם רק חמישה ימים. מניסיוני מתיקי רצח רבים הן כתובע והן כסניגור, החלטת בית המשפטת מלמדת על כך שעוצמת הראיות חלשה. בקרוב הם ישוחררו".
