探員以及技術人員立即趕到失事現場洛克比，把通訊裝置裝置起來，尋找生還者。聯邦調查局化驗室的專家也趕到蘇格蘭與當地警察一起進行搜尋證據，以便追輯犯人。 專家看到現場情形之後，馬上就判斷出飛機是由於炸彈爆炸才墜毀的。因為調查人員在現場找到一塊殘缺不全的飛機機艙，上面有許多凹下去的地方，這就表明機艙當時曾受到威力強大的爆炸物品的衝擊。由此探員們斷定出飛機是由於在空中爆炸而墜毀的。 一些證物 經過近一週的努力，專家們在找回的幾萬件飛機殘骸和乘客的行李衣物中逐個進行檢查，利用各種儀器對這些飛機碎片進行分析、模擬和鑑定。最後，一塊標號為AVE4041的金屬託盤引起了他們的注意，這塊金屬板被炸得凹凸不平，從他的斷裂截面可以判斷出炸彈首先是在這個盤中爆炸的，而這個金屬託盤正是釘在機艙裝行李的地方。由此調查人員得到了突破性的線索：炸彈並不是存放在一般的貨艙裡，而是在乘客行李艙裡爆炸的。 爆破專家還在其他的金屬託盤殘骸上發現了一塊小塑膠片，經過仔細觀察，他們確認這塊塑膠片是日本製造東芝牌收音機上的線路板，型號是東芝RT8016或RT8026。經過模擬試驗，聯邦調查局得出了進一步的結論：炸藥就藏在這種行動式的收錄機中。接著，探員們又從一小片燒得幾近炭黑的脆紙片上隱約看到了英文和阿拉伯文書寫的說明書字樣。這表明，這臺收錄機是在中東銷售的。 由於這個發現，聯邦調查局馬上想起這可能與巴勒斯坦的解放軍有關。因為就在不久之前，在聯邦調查局逮捕的幾個巴勒斯坦解放軍的行李內也發現有爆炸物品，而那些炸藥就藏在日本製造的東芝收音機裡。 在當地警察的幫助下，幹員們還在離洛克比55公里的範圍內搜尋出27片箱子的碎片。經鑑定，這些碎片均來自同一個山姆森牌的咖啡色行李箱。根據美國科羅拉多州丹佛市山姆森的廠資料，他們在1985~1988年間一共生產了2300個這一型號的行李箱，且全部銷往中東地區。 一條接一條的線索 根據掌握的情況，調查人員把注意力放在了巴勒斯坦身上。 聯邦調查局把目標對準了巴勒斯坦人民解放陣線總指揮部（PFLP…GC）的黎巴嫩成員塔爾布，他因恐怖活動曾在瑞典坐過牢。 瑞典警方配合聯邦調查局逮捕了阿布·塔爾布。塔爾布是巴勒斯坦恐怖小組的得力干將。他曾經在斯德戈爾摩、阿姆斯特丹和哥本哈根頻繁地製造恐怖爆炸事件。是維也納和羅馬機場襲擊事件地參與者，並於1986年在卡拉奇劫持了一架美國飛機。警察在塔爾布家的一本日曆上發現，在1988年12月21日那一數字周圍被劃上了一個圈。經調查探員們還發現塔爾布在洛克比爆炸前幾星期曾到過巴勒斯坦人民解放陣線總指揮部在馬耳他的一個聯絡點。但在審查中塔爾布矢口否認他與洛克比事件有任何牽連。 巴勒斯坦解放組織表示，炸彈是由伊朗提供的，行動是由巴勒斯坦人民解放陣線總指揮部執行的，經貝魯特轉運到貝爾格勒，再透過旅遊客車運抵法蘭克福機場。理由是：1988年7月美國的一艘軍艦在波斯灣上空意外地將一架伊朗客機擊落，造成290人死亡。伊朗方面一直在策劃報復，就僱傭瞭解放巴勒斯坦人民陣線總部來炸燬美國的飛機。 伊朗情報和安全部官員不得不又重新回到對物證的分析上，他們在實驗場上用模型搭建成一個與失事飛機相似的行李艙，在行李艙內裝滿行李，再用遙控器把行李艙內的炸彈引爆，從炸出來的行李碎片中來分析結果。經過試驗，調查員認定是一枚裝在小型收音機裡的14盎司塑膠炸彈致使泛美航空103次班機炸燬的。 根據這一線索，聯邦調查局打算從衣服用品的破損情形來分析炸彈究竟是被放置在哪一個行李箱裡。不多久，一件寫有〃馬耳他貿易公司〃字樣的藍色兒童寬鬆連褲、兒童外衣和一件帶有〃譽克〃商標的花格呢褲引起了探員們的注意，此外還有一件〃潘微兒〃牌的睡衣、兩件襯衣、一件格子呢外套和一把雨傘也不大尋常，因為它們除了嵌有收錄機碎片、使用說明書碎片外，還都嵌有棕色硬殼行李箱的隔板碎片。專家們斷定：這6件衣服和雨傘是與收錄機一起放在爆炸的行李箱內的。 透過法蘭克福支線飛機運上泛美103航班的行李清單顯示：12月21日共有111件行李袋被運上飛機。在進貨格內，有一個手寫的X號，編號為〃90009〃的行李袋，當天13：07分進入計算機檔案。另一張列印的工作單表明，這袋行李曾透過〃206〃號裝卸臺。這隻行李袋是從馬耳他航空公司的KM180航班上卸下的。然而奇怪的是，在泛