Tuy nhiên chỉ 10 ngày sau với một số tiết lộ của các quan chức Hamas, báo chí đã tràn ngập những tiêu đề khẳng định, cái chết của al-Mabhouh không chỉ là một vụ ám sát, mà là một vụ trả thù của phía Israel. Trực tiếp thực hiện vụ ám sát này chính là cơ quan tình báo hàng đầu - Mossad.
Theo nội dung trên các phương tiện thông tin đại chúng, đại diện Hamas vào ngày 29/1/2010 (đúng vào ngày chôn cất Al-Mabhouh) đã chính thức buộc tội Nhà nước Do Thái trong cái chết của thủ lĩnh này, đồng thời đe dọa sẽ có những hành động trả thù cho ông ta. Đại diện chính thức của Israel sau đó đã lảng tránh việc bình luận về cáo buộc trên, tuy nhiên cũng cảnh báo các quân nhân của mình hết sức thận trọng trong những chuyến công tác nước ngoài. Trong khi trên báo chí Israel lại tràn ngập những lời khen về chiến công của Meir Dagan (đương kim Giám đốc Mossad) và các nhân viên của ông ta.
Vào ngày 19/1/2010, Mahmoud al-Mabhouh tới Dubai, nghỉ chân tại khách sạn hạng sang Al Bustan Rotana. Nhưng chỉ một ngày sau, người ta phát hiện thi thể của ông trong phòng khách sạn. Thân nhân của ông là những người đầu tiên đưa ra nghi ngờ về giả thuyết bệnh ung thư, khi họ khẳng định ông chưa bao giờ bị chẩn đoán về căn bệnh này. Còn các nguồn tin từ Dubai cho biết, thủ lĩnh trên của Hamas tới đây để chữa một chứng bệnh rối loạn dinh dưỡng.
Người Palestine trong lễ tang Al-Mabhouh đã kêu gọi có hành động trả thù đối với Israel.
Thành viên ban lãnh đạo Hamas, đồng thời là đại diện phong trào này tại Syria là Izzat Al Rihisq trong một bài trả lời phỏng vấn Hãng Reuters đã khẳng định, cái chết của Al-Mabhouh là một vụ ám sát. Ông này cũng cho biết, Cảnh sát Dubai và các đại diện Hamas đang hợp tác điều tra về vụ này. Về phần mình, Chỉ huy Cảnh sát Dubai - Trung tướng Dhahi Khalfan - nói, cơ quan của ông chỉ hợp tác với chính quyền Palestine để điều tra. Trước các câu hỏi của giới phóng viên, quan chức này chỉ giải thích thêm rằng, không loại trừ khả năng các điệp viên Mossad có dính líu vào vụ ám sát.
Cũng theo lời quan chức này, hiện cảnh sát đã tập trung điều tra vào 7 đối tượng nghi vấn, tất cả đều đã rời UAE ngay sau cái chết của al-Mabhouh để bay sang châu Âu. Tuy nhiên, sự dính líu của những đối tượng này tới cái chết của thủ lĩnh Hamas vẫn chưa được chứng minh.
Do các nhà chức trách không cung cấp thông tin chi tiết, nên số lượng giả thuyết về vụ ám sát trên hiện đang có rất nhiều. Chẳng hạn một số phương tiện truyền thông dựa trên nguồn tin từ người em nạn nhân đã khẳng định, Al-Mabhouh đã bị sát hại bằng điện chích vào đầu. Giả thuyết này được một phòng thí nghiệm tại Paris (là nơi đảm trách việc giám định) xác nhận. Còn theo một phương án khác, Al-Mabhouh không những bị chích điện mà còn bị bóp cổ. Một tờ báo tại UAE còn bổ sung thêm: nạn nhân đã bị trói chân và trên thi thể có nhiều dấu vết bị tra tấn.
Tiếp đó, tờ The Sunday Times của Anh lại đưa ra một kịch bản khác, khi cho biết một số kẻ lạ mặt vào phòng của Al-Mabhouh và tiêm cho ông ta một liều thuốc độc có tác dụng gây ngừng tim.
Đáng chú ý nhất là một số thông tin từ Cảnh sát Dubai, trong đó thông báo các camera quan sát ghi nhận có 2 kẻ lạ mặt đã vào phòng của Al-Mabhouh, khi nhân vật này ra mở cửa còn ghi nhận giọng của một phụ nữ. Với thông tin trên, nhiều tờ báo còn tranh thủ liệt kê một loạt các chiến dịch của Mossad có phụ nữ tham gia.
Phía Hamas khẳng định rằng, những kẻ ám sát đã trà trộn trong đám tùy tùng của Bộ trưởng Cơ sở hạ tầng Israel là Uzi Landau, người đã tới UAE vào ngày 17/1 để tham gia một hội nghị về các dạng năng lượng sạch về sinh thái. Viên bộ trưởng này ngay sau đó đã gọi tuyên bố trên là "trò tưởng tượng", nhưng cũng không quên bày tỏ sự khen ngợi đối với Giám đốc Mossad.
Dù thế nào, giả thuyết về sự dính líu của tình báo Israel trong cái chết của Al-Mabhouh vẫn chiếm ưu thế áp đảo không chỉ trên báo chí Arập mà cả của Israel. Cơ sở của hành động này cũng không có gì là khó hiểu, khi Al-Mabhouh từ lâu đã là đối tượng bị truy lùng ráo riết của mật vụ Israel. Ông ta chính là một trong những người thành lập ra Al Qassam Brigades, một chi nhánh vũ trang của Hamas. Al-Mabhouh từ lâu đã có mặt trong hàng ngũ lãnh đạo Hamas tại Syria, thường xuyên qua lại khắp Trung Đông để điều hành các hoạt động của tổ chức này.
Chính Al-Mabhouh được cho là người lập kế hoạch bắt cóc và sát hại 2 binh sĩ Israel là Elan Sadoun và Avi Saport. Sau khi chạy sang Syria, Al-Mabhouh là một trong những mắt xích chính của hệ thống buôn lậu vũ khí phức tạp từ Syria tới Iran và Dải Gaza. Phía Israel đã từng có vài âm mưu nhằm loại bỏ Al-Mabhouh, trong đó có một phi vụ đầu độc mới nhất đã thất bại từ nửa năm trước. Cũng có giả thuyết cho rằng, cái chết của Al-Mabhouh là kết quả của một vụ thanh toán lẫn nhau trong nội bộ Hamas
