事后调查发现，比赛现场被恐怖分子放置了两枚炸弹，第一枚炸弹被放在比赛终点线附近，而另一枚炸弹则在比赛的观众区，终点线附近的炸弹引爆后13秒，紧接着第二枚炸弹也爆炸了，因为救援人员拆除及时，还有一个炸弹在街区外的地方没有引爆，否则会造成更大的人员伤亡。这场事故是非常惨烈的，现场目击者中上百人受伤，爆炸造成的伤口非常恐怖，4人伤势较为严重不得不做了截肢手术，事后调查至少有3人死亡，其中还有1名八岁的孩子，我国留学生吕令子也在这场事故中不幸遇难，当时吕令子正在波士顿大学攻读统计学硕士，当天和同学一起去看了马拉松比赛，很不幸失去了年轻而宝贵的生命。警方针对此次事件做了详细的调查，发现一枚炸弹在背包的高压锅里，另一枚炸弹被放进了一个金属容器，但是由于采样证据有限，不知道是不是高压锅。事故发生之后，警方迅速展开了调查，于19日晚宣布抓住了在逃嫌疑犯焦哈尔.察尔纳耶夫。
根据此次事件，拍摄的电影《恐袭波士顿》也让更多人身临其境的体会了爆炸现场，灾难来临时普通人的无助和恐慌，仿佛身处地狱之中，让我们认识到了身处和平到底有多么重要，我们生活的国家是多么幸福。