Saopšteno je da je za ubistvo ambasadora uhapšen bivši saradnik Uprave za informaciono-komunikacione tehnologije Turske. Odlukom suda državljaninu Turske s inicijalima H. K. određen je pritvor. On je optužen za „učešće u organizovanju ubistva s predumišljajem“.
Ranije je zbog sumnje da su umešani u ubistvo Karlova u Turskoj uhapšeno šestoro ljudi. Među njima su tri bivša policajca, šef izdavačke grupe „Guru medija“ Hajredin Ajdinbaš i organizator foto-izložbe na kojoj je ubijen ambasador Mustafa Timur Ozkan.
U četvrtak su turski mediji saopštili da je uhapšen osumnjičeni V. K. A, koji je, prema navodima izvora, član organizacije opozicionog islamskog propovednika Fetulaha Gulena i koji bi mogao da ima ključnu ulogu u organizovanju ubistva ruskog diplomate.
Karlov je ubijen 19. septembra 2016. godine na otvaranju izložbe „Rusija od Kalinjingrada do Kamčatke očima putnika“ u Ankari. Turske vlasti su saopštile da je ubistvo počinio Mevlut Altintaš, kog su likvidirale snage bezbednosti.