发生原因
在随后两名被控放置炸弹的利比亚人的审讯中，法官接受苏格兰警方所提供的证据：那个装有爆炸品的棕色Samsonite硬手提箱，是马耳他航空航班KM180上另外托运的行李，由马耳他鲁卡机场(Luqa Airport)运至法兰克福。它由KM180转至PA103A，再在希斯路机场转机。
调查人员推算，那土制炸弹由280至400克塑胶炸药(可能是塞姆汀，Semtex，一种捷克制的强力炸药)、一枚电池和一个电子计时器组成，藏在一部东芝收音录音机里。虽然找不到任何塑胶炸药，他们在相信是炸弹所在行李集装箱的金属碎片上，发现太安(PETN)和黑索金(RDX)。太安和黑索金是塑胶炸药(包括塞姆汀)的成分。
英国鉴证专家从一颗在洛克比找到的10公厘粒子及中央情报局提供的资料——从塞内加尔恐怖分子手上找到一批类似计时器，鉴定出炸弹的计时装置。中央情报局的资料帮助调查人员追溯出那MST-13计时器的来源：一家位于苏黎世的瑞士生产商埃文·保利亚(Edwin Bollier of MEBO AG)。人们在审讯中发现，保利亚在炸弹袭击前向一名利比亚情报官员售出二十个这类计时器。这些计时器的可设定时间是1分钟至999小时。
恐怖分子可能将引爆时间设定成让飞机在爱尔兰海消失，但当晚的强风令PA103迟了30分钟才飞越苏格兰北部上空而不是平时西面路线的爱尔兰上空。在陆地上空爆炸意味着调查人员可获得飞机残骸。数以百计的苏格兰警察在坠机地点进行地毯式搜索。他们接到的指令是：“只要不是长在地上的东西也不是石头，就把它捡起来。”细致的搜索终有回报——一小块纤维里藏有残余炸药的碎布将调查方向指向利比亚。
事故结果
洛克比空难炸弹袭击一共夺去了270条人命。机上259名乘客及机组人员全部丧生，其中189人为美国人。其余11人在洛克比地面被波及丧生。注满燃油的机翼撞上地面爆炸、在舍伍德新月广场(Sherwood Crescent)造成一个巨坑，而上面原本有几间房屋;另外有21间房屋因损毁严重而须拆卸。调查人员找寻左机翼，最后发现它已经在火球中消失。住在那些被气化了的房子里的人，只在巨坑深处留下数以千计家族照、圣诞卡与陶器的小碎片。飞机残骸遍布在一条142公里长的走廊地带上，面积达2,188平方公里。
驾驶舱在苏格兰村庄Tundergarth中一间小教堂旁边的田野着陆，里面发现机师、高级副机师及一名机舱服务员。一个苏格兰公共调查法庭后来得知，那名机舱服务员被一名农夫的妻子发现时仍然生存，但她在召唤到救援前死亡。
检查验尸证据的法医威廉·G·埃克特医生(Dr. William G. Eckert)向苏格兰警方表示，他相信机师及其他243名乘客在炸弹爆炸后、及可能在撞击时仍然生存。乘客当中无人有在爆炸中受伤的迹象。虽然遇难者可能已在30,000英尺高空上因缺氧而失去知觉，鉴证人员相信他们可能在落到氧含较高的高度时重获知觉。
苏格兰公共调查法庭在审理空难时得知，一位母亲被发现抱着她的婴儿、两个朋友握着对方的手、以及部分乘客紧握着十字架。埃克特医生告诉苏格兰警方，机师拇指上的明显痕迹间接显示，他在飞机坠落时仍紧握操纵杆及可能在着陆时仍然生存。有10名乘客永远无法确认，他们其中8人被分配到机翼上的经济客位，相信他们在机翼着地、爆炸前附在机翼结构上。
在头等及商务客位的乘客中，最少有一人是美国中央情报局官员马可·甘农(Matthew Gannon)，一人是临时调任美国国防情报局的陆军官员查理斯·麦基少校(Major Charles McKee)，以及两名分配给他们其中一人的保镖。麦基少校当时正从贝鲁特回国，相信他在当地参与找寻被恐怖组织真主党胁持的美国人质的行动。