Người phát ngôn của Kremlin thông báo, Tổng thống Nga Vladimir Putin đang làm việc ở phía tây St. Petersburg (phát biểu tại một sự kiện) thì vụ nổ xảy ra, và có vẻ thiết bị nổ được nhồi nhiều mảnh sắt vụn, TASS đưa tin. Theo báo Fontanka, một thiết bị nổ tự tạo được phát hiện ở một nhà ga khác và đã bị lực lượng chuyên trách vô hiệu hóa.
Những bức ảnh và đoạn video quay ở ga Sennaya Ploshchad cho thấy hiện trường dày đặc khói, cửa một toa tàu bị xé nát, nhiều người rách quần áo, bị thương. Hành khách trên tàu thoát ra ngoài qua cửa chính và cửa sổ, hốt hoảng gọi xe cứu thương. Chính quyền St. Petersburg đã quyết định đóng cửa các ga tàu điện ngầm dẫn vào trung tâm thành phố. Ủy ban Chống khủng bố quốc gia của Nga cho biết sẽ thắt chặt an ninh tại tất cả các trung tâm vận tải quan trọng của đất nước. An ninh được thắt chặt ở các ga tàu điện ngầm và sân bay lớn trên cả nước. Lối vào tất cả các nhà ga ở thủ đô Mátxcơva đều có máy dò kim loại.
Cho đến tối qua (giờ Việt Nam), chưa có tổ chức, cá nhân nào nhận trách nhiệm về vụ tấn công. Lực lượng Nhà nước Hồi giáo (IS) từng tuyên bố sẽ tấn công các địa điểm ở Nga để trả đũa việc nước này can thiệp quân sự vào Syria. Phiến quân Hồi giáo Chechen từng thực hiện nhiều vụ tấn công ở Nga.
Tổng thống Putin nói rằng, cơ quan chức năng đang điều tra mọi khả năng, bao gồm tai nạn, hành vi tội phạm và khủng bố. Trong tuyên bố được truyền hình chưa đầy nửa giờ sau vụ nổ, Tổng thống Nga nói rằng, ông đã nói chuyện với lãnh đạo các lực lượng đặc biệt, bao gồm Cục An ninh Liên bang; họ sẽ làm mọi điều cần thiết để tìm ra nguyên nhân vụ việc.