A merénylet másnapján kiderült, hogy a helyszínen letartóztatott elkövető a 23 éves török Ali Agca, akit hazájában már életfogytiglanra ítéltek gyilkosság miatt, de megszökött a börtönből, és Rómában bukkant fel újra. A pápa már kórházi ágyán megbocsátott a merényletért később életfogytiglani börtönre ítélt Agcának, akit a börtönben is felkeresett, de négyszemközti találkozójukról soha nem került nyilvánosságra semmi.
Tizenkilenc évi börtön után Agcának 2000-ben megkegyelmeztek, kiadták Törökországnak, ahol le kellett töltenie korábbi büntetését. 2006-ban feltételes szabadlábra került, de az óriási felháborodás nyomán vissza kellett térnie a börtönbe, ahonnan véglegesen 2010-ben szabadult.
A merénylet indoka és Agca megbízóinak kiléte máig kiderítetlen, mint ahogy az is, voltak-e a tettesnek segítői a Szent Péter téren. Agca előbb azt állította, hogy saját elhatározásából és társak nélkül hajtotta végre tettét, később azt vallotta, hogy a szovjet titkosszolgálat, a KGB a "bolgár vonalon" szervezte be. (Kétségtelen, hogy a lengyel pápa kommunistaellenes beállítottsága, a Szolidaritás szakszervezetnek nyújtott leplezetlen szellemi támogatása miatt szálka volt Moszkva és szövetségesei szemében.)
Agca - ekkori vallomása szerint - fegyverét a bolgár légitársaság egy római alkalmazottjától kapta, akit olasz bíróság elé is állítottak, ám bizonyítékok hiányában felmentették. A merénylő idővel már úgy nyilatkozott, hogy magát messiásnak képzelve lőtt rá a pápára, egy másik állítása szerint viszont a Vatikánon belül voltak bűntársai. Sőt a kuszaságot tovább fokozva később azt is bejelentette: át akar térni a keresztény hitre.
A szabadulása után adott első nagyobb interjúban ismét a vatikáni szálat elevenítette fel, mondván: a Szentszék célja az volt, hogy a merényletet a kelet-európai titkosszolgálatok nyakába varrja, ezzel gyöngítve a kommunista rendszert; állítása szerint szándékosan nem az egyházfő fejére vagy szívére kellett céloznia.
