据外媒报道，土耳其内政部已经确认枪手为安卡拉警方特种作战部队成员 奥廷塔斯（Mert Altintas），22岁。土耳其政府指出，初步证据表明，外国组织可能介入本次刺杀事件，哈马斯组织称该枪手为其成员之一。
而俄罗斯外交部已经认定此次袭击为恐怖袭击。有着40年外交生涯的卡尔洛夫，2013年开始担任土耳其大使，“他本人对俄土关系的改善作出了很大贡献，他为了解决双边关系出现的危机呕心沥血。他的被杀，对我们和对这个世界都是一个重大损失。”俄罗斯外交部发言人对媒体表示。
联合国发言人在事件发生一小时后，发表讲话谴责对俄罗斯大使的袭击行为，呼吁将袭击者绳之于法。
美国国务院发言人科尔比也表示，美国谴责这样的暴力行为，愿意提供任何所需的帮助，并称美国愿意与俄罗斯一起抗击恐怖主义。
安卡拉市长则预言本次袭击，直接使土耳其与俄罗斯关系再次吃紧。
俄罗斯总统普京在枪击发生2个小时后发表讲话，严正指责此谋杀行动，“这样的挑衅行动，是以破坏叙利亚和平进程和改善俄土关系为目的的”。他表示将为卡尔洛夫立碑纪念，并称他本人与大使相熟，“他是一位出色的外交家，是一个令人尊敬的好人”。普京称，他已与土耳其总统埃尔多安通了电话，俄罗斯将派出调查团队，协助土方一起对事件展开调查，找出谋杀行动幕后指使者。
土耳其总统埃尔多安也发表讲话谴责杀害俄罗斯大使的行为，称此次袭击行为旨在破坏土俄关系正常化进程。
根据土耳其媒体报道，枪手在实施袭击后，大喊：“当我们的兄弟们没有安全的时候，你们也休想品尝安全的滋味”：“无论是谁参与了这样残酷的（发生在阿勒颇的武装）行动，一个一个都必须偿命”。然后，他爬上所在艺术中心的二楼，并与警察展开了15分钟的枪战，最后被当场击毙。
