Позднейшее расследование выявило, что пассажиры этого рейса подверглись более тщательному таможенному досмотру. Персонал посольства, планировавший вылет именно на этом самолете, был предупрежден об угрозе и сдал билеты. Но остальных пассажиров не предупредили и обрекли на гибель. Нашелся лишь один счастливчик, избежавший трагической участи: американский бизнесмен индийского происхождения Ясвант Сингх Басута засиделся в баре и прослушал объявление о посадке.
В течение многих месяцев после исследования остатков пластиковой взрывчатки вину возлагали на две палестинские террористические группировки: главное командование Народного фронта освобождения Палестины, возглавляемое Ахмедом Джабрилом, и революционный совет «Фатах» под предводительством Абу Нидала.
Позднейшее расследование Скотлэнд-Ярда, однако, привело к выводу о Явно проиранском характере террористической группировки, организовавшей взрыв.
В ноябре 1990 года было установлено, что американское агентство по борьбе с распространением наркотиков регулярно пользовалось рейсом 103 для переброски осведомителей и чемоданов с героином с Ближнего Востока в Детройт.
Назир Халид Джафар из Детройта находился на борту «Боинга-747» и был задействован в операции. Как выяснилось позже, загрузка багажа во Франкфурте производилась без обычного таможенного досмотра, для того чтобы беспрепятственно транспортировать героин. Это делалось по взаимной договоренности между американским агентством по борьбе с наркотиками и властями Германии. Таким образом, вполне вероятно, что Джафар, бывший агентом или осведомителем агентства по борьбе с распространением наркотиков, сам того не ведая, доставил на борт самолета смертоносный груз.
Позднейшие результаты расследования не подтвердили эту версию и привели к выводу, что бомба была установлена ливийскими террористами в отместку за рейд американских ВВС против ливийского лидера полковника Муамара Каддафи в 1986 году.
США и Великобритания потребовали выдачи двух ливийцев — офицеров разведки аль-Амина Халифа Фимаха и Абдель-бассета Али Мохамеда аль-Меграхи. Именно эти двое, как к ноябрю 1991 году установило расследование, подложили бомбу, ставшую причиной гибели авиалайнера компании «Пан-Америкэн», в чемодане на Мальте.
Оба государства обратились в начале 1992 года в ООН с требованием ввести санкции против Ливии в том случае, если полковник Каддафи не выдаст террористов.
В марте 1992 года Совет Безопасности принял резолюцию № 731 с требованием к Ливии выдать двух подозреваемых для суда на территории Британии и США, а также предоставить доказательства, которые можно будет использовать против них.
Полковник Каддафи отказался, затем, согласившись выдать Фимаха и аль-Меграхи Лиге арабских государств, вновь изменил свое решение.
В конце марта Совет Безопасности ООН дал полковнику две недели на выполнение резолюции № 731, в противном случае Ливии грозили санкции, значительно сокращавшие воздушное сообщение с этой страной и ограничивающие ее дипломатическое присутствие в мире.
В ответ полковник Каддафи пригрозил прекратить поставки ливийской нефти в страны, поддерживающие данную резолюцию ООН.
Родственники и адвокаты погибших заявили, что интересы международной политики, а в особенности значение Сирии в войне в Персидском заливе, не позволяют следствию предать гласности все, что им стало известно о взрыве «Боинга-747», и тем более действовать на основании этих знаний.
Заявления президента США Буша о том, что Сирия получила пинок под зад, просто не вязались с фактами. В «Нью-Йорк таймс» от 30 марта 1992 года журналисты А. М. Розенталь и Стивен Эмерсон, написавшие в 1990 году в соавторстве с Брайном Даффи книгу «Падение авиалайнера рейса 103», заявили: «Бесспорные факты свидетельствуют, что базирующаяся в Сирии террористическая группировка под предводительством лидера Народного фронта освобождения Палестины главнокомандующего Ахмеда Джабрила запланировала и организовала ряд террористических актов против авиалайнеров США, Англии и Израиля в октябре 1988 года.
Руководство операцией и ее финансирование осуществлялись из Ирана, стремившегося отомстить за сбитый американцами летом 1988 года иранский аэробус, в результате чего погибло около трехсот человек. В соответствии с данными разведки представители Ирана приезжали в Германию для контроля за операцией, чтобы лично убедиться, что взрывчатка и бомбы будут переданы по назначению.
Но их планы были нарушены арестом немецкой полицией сирийских террористов в октябре 1988 года. Джабрил, деятельность которого последние два года финансировалась Ливией, передал руководство и исполнение операции Ливии, имевшей собственную разветвленную террористическую инфраструктуру в Европе».