發生原因
在隨後兩名被控放置炸彈的利比亞人的審訊中，法官接受蘇格蘭警方所提供的證據：那個裝有爆炸品的棕色Samsonite硬手提箱，是馬耳他航空航班KM180上另外託運的行李，由馬耳他魯卡機場(Luqa Airport)運至法蘭克福。它由KM180轉至PA103A，再在希斯路機場轉機。
調查人員推算，那土製炸彈由280至400克塑膠炸藥(可能是塞姆汀，Semtex，一種捷克制的強力炸藥)、一枚電池和一個電子計時器組成，藏在一部東芝收音錄音機裏。雖然找不到任何塑膠炸藥，他們在相信是炸彈所在行李集裝箱的金屬碎片上，發現太安(PETN)和黑索金(RDX)。太安和黑索金是塑膠炸藥(包括塞姆汀)的成分。
英國鑑證專家從一顆在洛克比找到的10公釐粒子及中央情報局提供的資料——從塞內加爾恐怖分子手上找到一批類似計時器，鑑定出炸彈的計時裝置。中央情報局的資料幫助調查人員追溯出那MST-13計時器的來源：一家位於蘇黎世的瑞士生產商埃文·保利亞(Edwin Bollier of MEBO AG)。人們在審訊中發現，保利亞在炸彈襲擊前向一名利比亞情報官員售出二十個這類計時器。這些計時器的可設定時間是1分鐘至999小時。
恐怖分子可能將引爆時間設定成讓飛機在愛爾蘭海消失，但當晚的強風令PA103遲了30分鐘才飛越蘇格蘭北部上空而不是平時西面路線的愛爾蘭上空。在陸地上空爆炸意味着調查人員可獲得飛機殘骸。數以百計的蘇格蘭警察在墜機地點進行地毯式搜索。他們接到的指令是：“只要不是長在地上的東西也不是石頭，就把它撿起來。”細緻的搜索終有回報——一小塊纖維裏藏有殘餘炸藥的碎布將調查方向指向利比亞。
事故結果
洛克比空難炸彈襲擊一共奪去了270條人命。機上259名乘客及機組人員全部喪生，其中189人爲美國人。其餘11人在洛克比地面被波及喪生。注滿燃油的機翼撞上地面爆炸、在舍伍德新月廣場(Sherwood Crescent)造成一個巨坑，而上面原本有幾間房屋;另外有21間房屋因損毀嚴重而須拆卸。調查人員找尋左機翼，最後發現它已經在火球中消失。住在那些被氣化了的房子裏的人，只在巨坑深處留下數以千計家族照、聖誕卡與陶器的小碎片。飛機殘骸遍佈在一條142公里長的走廊地帶上，面積達2,188平方公里。
駕駛艙在蘇格蘭村莊Tundergarth中一間小教堂旁邊的田野着陸，裏面發現機師、高級副機師及一名機艙服務員。一個蘇格蘭公共調查法庭後來得知，那名機艙服務員被一名農夫的妻子發現時仍然生存，但她在召喚到救援前死亡。
檢查驗屍證據的法醫威廉·G·埃克特醫生(Dr. William G. Eckert)向蘇格蘭警方表示，他相信機師及其他243名乘客在炸彈爆炸後、及可能在撞擊時仍然生存。乘客當中無人有在爆炸中受傷的跡象。雖然遇難者可能已在30,000英尺高空上因缺氧而失去知覺，鑑證人員相信他們可能在落到氧含較高的高度時重獲知覺。
蘇格蘭公共調查法庭在審理空難時得知，一位母親被發現抱着她的嬰兒、兩個朋友握着對方的手、以及部分乘客緊握着十字架。埃克特醫生告訴蘇格蘭警方，機師拇指上的明顯痕跡間接顯示，他在飛機墜落時仍緊握操縱桿及可能在着陸時仍然生存。有10名乘客永遠無法確認，他們其中8人被分配到機翼上的經濟客位，相信他們在機翼着地、爆炸前附在機翼結構上。
在頭等及商務客位的乘客中，最少有一人是美國中央情報局官員馬可·甘農(Matthew Gannon)，一人是臨時調任美國國防情報局的陸軍官員查理斯·麥基少校(Major Charles McKee)，以及兩名分配給他們其中一人的保鏢。麥基少校當時正從貝魯特回國，相信他在當地參與找尋被恐怖組織真主黨脅持的美國人質的行動。
