Oito ataques ocorreram no sul da cidade: na estação ferroviária de Chhatrapati Shivaji Terminus (CST); dois hotéis cinco-estrelas, o Oberoi Trident, em Nariman Point, e o Taj Mahal Palace & Tower, próximo ao Portal da Índia; no Leopold Café, um restaurante popular com turistas em Colaba; o Hospital Cama; na Casa Nariman, de propriedade de judeus ortodoxos; no cinema Metro Adlabs; no quartel-general da Polícia de Bombaim, onde pelo menos três oficias de alta patente, incluindo o chefe do Esquadrão Anti-Terrorismo de Maharashtra, foram mortos a tiros. O décimo incidente envolveu a explosão de um táxi em Vile Parle, próximo ao aeroporto, porém ainda não é claro se este incidente foi ligado aos ataques do resto da cidade. Entre cinquenta e sessenta terroristas teriam participado dos ataques.

Devido ao fato dos alvos aparentes terem sido cidadãos britânicos e americanos, e pelo padrão de ataques simultâneos e coordenados, acredita-se que terroristas islâmicos possam ser responsáveis. Uma organização até então desconhecida, que se identificou como os 'Mujahidin do Decão', alegou a responsabilidade através de um e-mail enviado a diversas organizações jornalísticas. Algumas reportagens têm atribuído estes ataques ao Lashkar-e-Taiba, um grupo militante islâmico que opera a partir do Paquistão. De acordo com algumas versões, alguns terroristas que mantinham reféns no hotel Oberoi teriam afirmado o desejo de que todos os mujahidin em prisões indianas deveriam ser soltos em troca dos reféns; o número de terroristas ainda armados dentro do edifício seria de pelo menos sete. Outras reportagens indicaram que esta exigência teria sido feita através de um dos reféns na Casa Chabad de Bombaim, numa ligação para o consulado israelense em Nova Delhi. Alguns especialistas expressaram visões conflitantes sobre uma possível autoria da Al-Qaeda destes atentados.