乱射が始まると、現場周辺には警視庁の機動隊や警察官が続々と集結。一方で、異常事態を聞きつけた野次馬や通行人が瞬く間に集まり、一時は約5000人もの群衆が現場を取り囲むという異様な光景が広がりました。
当時の目撃証言によると、「映画の撮影かと思ったが、パトカーのフロントガラスが粉々に砕け散り、警官が血を流して倒れるのを見て現実だと悟った」「バリバリという激しい破裂音が連続して鳴り響き、足がすくんで動けなかった」と語られており、道玄坂一帯が極限の恐怖に支配されていたことが窺えます。
事態を重く見た警察の突入対応は迅速でした。防弾盾を構えた警察官が銃砲店の周囲を封鎖し、催涙弾を店内に撃ち込んで視界と呼吸を奪う作戦を展開。催涙ガスに耐えかねた少年が店外へ脱出しようとした瞬間、待機していた捜査員が一斉に飛びかかり、身柄を取り押さえました。少年の手には、撃ち尽くされた銃と複数の凶器が握られていました。