A bostoni maratoni futáson elkövetett kettős merénylet feltételezett elkövetőit három nappal a terrortámadás után kezdték el üldözni, miután lelőttek egy rendőrt, s körözni kezdték a lopott autót, amelyen elmenekültek. A 21 éves Dzsohar Carnajevvel szemben 30 pontban, köztük négyrendbeli emberölés és tömeges halált okozó fegyver használata miatt történt szövetségi vádemelés.
Joseph Reynolds rendőr beszámolt róla, hogy nem sokkal azután, hogy megkapták egy lopott Mercedes SUV rendszámát, a kocsi megjelent a körzetében. Nagyon lassan, óvatosan hajtottak, s a rendőr épp szemébe nézett az idősebbik robbantónak, Tamerlan Carnajevnek. A férfi kiszállt a kocsiból és a kocsi ajtaja mögül rálőtt a két rendőrjárőrre, akik saját kocsijuk fedezékéből lőttek vissza. Tamerlan két bombát is dobott a rendőrök felé, az egyik nem robbant nagyobbat, mint a tűzijáték, a másik azonban ugyanolyan, kuktába szerelt bomba volt, mint amilyen a maratoni futás finisében robbant.
A lakókörzetet megrázta a detonáció. Újabb rendőrautók érkeztek, a rendőrök megpróbálták legyűrni az idősebbik Carnajevet, amikor a kisebbik fiú az autóval közéjük hajtott. A rendőr beszámolója szerint ők elugrottak, Tamerlant azonban elütötte az öccse, s áthajtott a testén, majd elszökött. Dzsohar Carnajevet órákkal később egy külvárosi ház kertjében, egy letakart csónakban fogták el. Ő csak könnyebben sérült a lövöldözésben, bátyja azonban belehalt sérüléseibe.
Az esküdtek előtt több szomszéd is tanúvallomást tett, s az esküdtek a bíróságon kívül megtekinthették azt a véres csónakot is, ahol Dzsohar Carnajev elrejtőzött. A csónakra a rendőrök 108 lövést adtak le. A csónak falába véste bele az akkor 19 éves Dzsohar, hogy az amerikaiak iraki háborúja miatti tiltakozásul gyilkoltak. „Ne öljétek meg ártatlan civiljeinket” – írta a fiatalabbik Carnajev. Védőügyvédei az ügyet arra alapozzák, hogy Dzsohar 26 éves bátyja nyomására vett részt a terrortámadásban a bostoni maratoni futás célegyenesében, ahol három ember életét veszítette, több mint 260-an megsebesültek.