A grande quantidade de inimigos que os Estados Unidos têm em todo o mundo tornou quase impossível a identificação imediata dos autores dos atentados que destruíram símbolos do país, como o Pentágono e o World Trade Center. Em menos de seis horas, três possíveis suspeitos foram apontados: os palestinos, os talibãs e até mesmo grupos radicais japoneses.
Países que historicamente são inimigos dos EUA manifestaram solidariedade quase imediata, na tentativa de evitar qualquer revide americano. O líder palestino Yasser Arafat qualificou os atentados como "inacreditáveis" e negou que qualquer grupo palestino tenha planejado a ação. Um representante do Talibã, milícia fundamentalista anti-americana que domina o Afeganistão, disse aos jornalistas que o país "compartilhava a dor dos americanos" e negou que a milícia esteja envolvida com o caso. Até mesmo Cuba, país que mais se opõe aos Estados Unidos em sua política externa, disse se solidarizar com os americanos e ofereceu os aeroportos cubanos para ajudar em qualquer emergência.
Os Estados Unidos começaram uma verdadeira caçada aos autores do atentado, apesar da falta de pistas. Todos os serviços de inteligência do país, além da polícia e do exército, foram mobilizados para investigar os suspeitos de terem praticado o atentado. O principal suspeito, durante todo o primeiro dia, foi o terrorista saudita Osama Bin Laden, o homem mais procurado pelo governo dos EUA, que estaria escondido no Afeganistão. Três semanas antes do atentado, Osama Bin Laden teria prometido um ataque sem precedentes aos EUA.
Entre os possíveis comandantes da ação ainda estiveram os grupos de resistência palestina, como Hamas, Hizbollah , FPLP, Jihad Islâmica. O único grupo que teria assumido a autoria dos atentados foi o Exército Vermelho, organização radical japonesa que quer vingar os mortos de Hiroshima e Nagasaki. Mesmo assim, a forma como a autoria do atentado teria sido assumida foi estranha. A denúncia partiu de uma revista nacionalista da Jordânia, que teria recebido a informação através de um telefonema anônimo de uma pessoa falando árabe como estrangeiro.