По мнению следствия, в организации убийства участвовали 28 человек. На скамье подсудимых находятся 18 обвиняемых, включая одну женщину, из них четверо участвуют в заседании по прямой трансляции из тюрем в разных регионах Турции, где они находятся в заключении.

Одним из тех, кого турецкие власти считают организатором преступления, является проповедник Фетхуллах Гюлен, живущий в США. Созданную им организацию FETO Анкара винит во всех беда Турции, включая попытку военного переворота в 2016 году. В прокуратуре Турции полагают, что покушение на Андрея Карлова было устроено оппозицией, чтобы испортить отношения Москвы и Анкары.

Непосредственный убийца посла Карлова, Мевлют Алтынташ, был ликвидирован силами безопасности непосредственно после совершения преступления.