土耳其電視台「土耳其新聞台」（Habertürk TV）報導說，阿爾頓塔許當時身穿黑西裝，讓會場人員誤以為他是卡洛夫隨扈，而槍殺案發生後，警方在阿爾頓塔許家鄉艾登省西邊小鎮瑟凱（Söke）逮捕5人，先前已傳出阿爾頓塔許的母親和妹妹被警方拘留。另外，阿爾頓塔許的父親及2名未公開身分的人士也被拘留，報導稱阿爾頓塔許的家屬會在當地時間20日送往首都安卡拉接受問訊，而警方已在阿爾頓塔許家中搜走電腦和手機。
美國願協助調查 川普：激進伊斯蘭恐怖分子犯案
聯合國安理會和聯合國秘書長潘基文19日分別發表聲明，譴責俄羅斯駐土耳其大使卡洛夫當天在土耳其首都安卡拉遭槍殺事件。安理會以最強烈的言辭譴責這一恐怖襲擊，強調必須將襲擊的實施者、組織者、資助者和支持者繩之以法。安理會還重申了外交及領事人員不可侵犯的基本原則和駐在國政府的義務。
卡洛夫在公開場合遭槍殺的事件震驚全球，主要大國紛紛譴責暴行，並對卡洛夫遇害感到難過，而俄羅斯外交部發言人札哈洛娃（Maria Zakharova）稍早以說，會把此案提交至聯合國安全理事會審議。
美國國務卿凱瑞（John Kerry）強調，美國願意協助土耳其和俄羅斯調查此案，而美國準總統川普（Donald Trump）則發布聲明，對卡洛夫的家人表示哀悼，並稱阿爾頓塔許是「激進伊斯蘭恐怖分子」。
Today there were terror attacks in Turkey, Switzerland and Germany - and it is only getting worse. The civilized world must change thinking!
— Donald J. Trump (@realDonaldTrump) 2016年12月19日
川普也推文說：「土耳其、瑞士、德國在今天發生恐攻，一切都只會變得更糟，文明世界一定要改變思維！」但網友亨瑞克斯（Justin Hendrix）在推文下方的回應卻受到熱烈響應，他要川普比較自己和白宮國安會發布的聲明差異，還說「我們知道你想藉由攻擊事件來加強種族主義伊斯蘭恐懼、把人當作批評對象且侵蝕我們的自由，川普，我們會反抗到底」。
@realDonaldTrump compare @NSC44 statement to yours- what facts are different? pic.twitter.com/2LnAg5sZC9
— Justin Hendrix (@justinhendrix) 2016年12月19日
土俄關係受影響？學者：顯示土國政局混亂
2015年11月，土耳其以侵犯領空，且發布警告不理為由，擊落1架俄羅斯戰機，飛行員身亡，使得兩國關係降至冰點，時隔1年卻發生俄羅斯大使被槍殺，土耳其外交部長恰武什奧盧（Mevlüt Çavuşoğlu）對此表示，土、俄兩國關係不會因為這種「卑劣行為」而有所影響。
恰武什奧盧強調，這起事件的目的就是要破壞土、俄兩國在調解敘利亞情勢，以及拯救敘利亞人民的努力，並稱「絕不允許此案影響兩國在反恐問題上的團結，尤其是在打擊恐怖組織上的團結」。
We condemn the terrorist attack on our friend, Russian Ambassador Karlov and extend our condolences to people & government of Russia
— Mevlüt Çavuşoğlu (@MevlutCavusoglu) 2016年12月19日
中國國家安全研究中心副研究員鈕松接受俄羅斯國營媒體「衛星廣播電台」（Sputnik）訪問表示，這起事件顯然是想讓土、俄關係受挫，但可能會適得其反，讓土、俄關係變得更加緊密。
另外，土耳其軍人政變失敗後，土耳其總統艾爾多安展開「政治清洗」，而此案的凶手正是1名警察，顯示土耳其國內，尤其是軍警內部出現的強烈不滿情緒，而凶手能夠「貼近」卡洛夫行凶，反映土耳其國內政局的混亂。
