เมื่อเวลา 11.30น. วันที่ 5 ธันวาคม ผู้สื่อข่าวรายงานว่าร.ต.อ.หญิง หัทยา สัมมา รองสารวัตรสอบสวน สภ.เมืองระยอง รับแจ้งมีคนพบลูกระเบิดตกอยู่กลางถนน ข้างโรงแรมสตาร์ ศูนย์การค้าสาย 4 ต.ท่าประดู่ อ.เมือง จ.ระยอง จึงรายงานให้ผู้บังคับบัญชาทราบ ประสาน หน่วยเก็บกู้วัตถุระเบิด(EOD) จ.ระยอง ไปตรวจสอบที่เกิดเหตุพร้อมด้วย ร.ต.อ.สุชาติ ดุสดี รองสวป.สภ.เมืองระยอง หลังได้รับแจ้ง ร.ต.ท.สุรเดช มณีพิทักษ์ รองสารวัตรหน่วยปฏิบัติการพิเศษ(นปพ.)ระยอง หัวหน้าชุดเก็บกู้วัตถุระเบิด ไปตรวจสอบที่เกิดเหตุพบลูกระเบิดถูกนำไปวางบนริมกำแพงมุมถนน จากการตรวจสอบเป็นระเบิดไม่ทราบชนิด มีสภาพสมบูรณ์สลักนิรภัยอยู่ครบลักษณะ สีน้ำตาลและสีตะกั่ว บริเวณสลักนิรภัยเป็นสีเขียว เจ้าหน้าที่ต้องดำเนินการปิดถนนหน้าโรงแรม กันชาวบ้านและแม่ค้าบริเวณใกล้เคียงให้ออกห่างจากจุดที่พบระเบิด
จากการสอบถามนายประสาร พานพัด อายุ 46 ปี วินมอเตอร์ไซด์รับจ้าง ทราบว่าก่อนหน้ามีรถยนต์กระบะไม่ทราบสีและยี่ห้อทะเบียนรถ วิ่งผ่านข้ามคันถนนที่กั้นไว้ไม่ให้รถวิ่งเร็ว ทำให้กระบะท้ายรถกระแทก และสังเกตเห็นมีอะไรตกจากกระบะรถลงพื้นถนน ครั้งแรกไม่คิดว่าจะเป็นลูกระเบิด จึงเดินเข้าไปดูใกล้ๆเหมือนลูกระเบิด ถึงกับสะดุ้งตกใจ แต่ก็หยิบไปวางไว้บนกำแพงคอนกรีตมุมถนน เกรงรถที่วิ่งผ่านไปมาเหยียบเข้าอาจเกิดอันตรายร้ายแรงขึ้นได้ และได้โทรศัพท์แจ้งเจ้าหน้าที่ตำรวจมาตรวจสอบ
ด้านร.ต.ท.สุรเดช มณีพิทักษ์ หัวหน้าชุดเก็บกู้วัตถุระเบิด กล่าวว่าจากการตรวจสอบเป็นลูกระเบิดชนิดขว้าง ทำเลียนแบบชนิดที่มีอานุภาพต่ำกว่าลูกระเบิดชนิดอื่น แต่แรงระเบิดมีอานุภาพทำให้ได้รับบาดเจ็บหรือเสียชีวิตได้ หากสะเก็ดระเบิดไปโดนจุดสำคัญของร่างกายอาจทำให้เสียชีวิตได้ จึงทำการเก็บกู้วัตถุระเบิดไปตรวจสอบเพื่อหาแหล่งที่มาพร้อมนำไปทำลายต่อไป ขณะเดียวกันเจ้าหน้าที่ตำรวจจะได้ตรวจสอบกล้องวงจรปิดดูทะเบียนรถยี่ห้อและสี ที่วิ่งผ่านมาจนทำให้ลูกระเบิดตกพื้นถนน เพื่อนำตัวมาสอบสวนขยายผลต่อไป
