La responsabilité de l'attentat et les causes exactes de la mort de Benazir Bhutto sont sujets à polémique. Al-Qaïda a revendiqué l'attentat. Selon le gouvernement du président Pervez Musharraf, un groupe taliban local lié à cette organisation serait responsable de l'attentat, mais un représentant de ce groupe a ensuite démenti. Selon les proches de Bhutto, les services de renseignement pakistanais de l'Inter-Services Intelligence, dont le contrôle échappe au gouvernement pakistanais, seraient liés à l'attentat. Dans son rapport d'enquête sur les faits et les circonstances du décès de Benazir Bhutto, l'ONU remet en cause le gouvernement pakistanais de l'époque de ne pas avoir pris les mesures de sécurité qui s'imposaient.

Le 20 août 2013, l’ex-président pakistanais Pervez Musharraf est formellement accusé du meurtre de Benazir Bhutto : « Il a été accusé de meurtre, de complot criminel pour meurtre et d’avoir facilité l’assassinat » a déclaré le procureur Chaudhry Azha