Расследование показало, что "Боинг" был сбит ракетой серии 9М38, используемой в зенитно-ракетном комплексе "Бук". Установка была доставлена из России и запущена с территории, контролировавшейся тогда сепаратистами. Фрагменты ракеты серии "Бук" были обнаружены как при вскрытии тел членов экипажа, так и в одном из оконных проемов кабины самолета.

Международной следственной группе удалось установить большую часть маршрута, по которому ЗРК "Бук" следовал на территорию Украины, а также маршрут его движения в обратном направлении. По версии следствия, комплекс перемещался с территории России на территорию Восточной Украины и позже вывезен обратно в РФ на белом тягаче марки Volvo.

Конечным пунктом назначения ЗРК "Бук" стали поля неподалеку от поселка Первомайский. Эту информацию подтверждают показания многочисленных свидетелей, которые видели столб дыма, установку "Бук" в районе поселка, а также саму ракету после ее запуска. После запуска ракеты "Бук" покинул это место своим ходом. Спустя некоторое время его снова погрузили на тягач и отвезли к российской границе.

Следствием исключены версии о внештатной ситуации и теракте на борту самолета. Версия о том, что авиалайнер был сбит в воздухе военным самолетом, была также признана несостоятельной. На основании радиолокационных данных установлено, что на момент катастрофы воздушных судов, способных сбить рейс МН17, поблизости не находилось.

На данный момент Международная следственная группа установила личности около 100 человек, причастных к катастрофе. Двое из подозреваемых упоминаются на сайте нидерландской полиции как "фигурант 1, псевдоним: Орион (позывной), имя: Андрей Иванович" и "фигурант 2, псевдоним: Дельфин (позывной), имя: Николай Федорович". Их фамилии следствию пока неизвестны.

На сайте опубликованы фрагменты записей телефонных разговоров Дельфина и Ореона. "Ну че, колонну подтверждает, которую идет, Москва? Я говорю, подтверждение колонны, которая идет в сторону аэропорта… Москва подтверждает… видят они ее? Это колонна э-э-э этих… укропов?" - спрашивает один из фигурантов. Следствие обращается с просьбой о помощи ко всем, кто располагает информацией об этих людях.

Выводы МСГ фактически совпадают с результатами расследования группы Bellingcat - экспертно-журналистской организации, занимающейся независимыми расследованиями по открытым источникам. 15 июля Bellingcat опубликовала доклад, в котором также утверждается, что причиной гибели "Боинга" стала ракета из установки "Бук", доставленной на территорию Украины из России.

В октябре 2015 года производитель комплекса "Бук" - российский концерн "Алмаз-Антей" - опубликовал итоги собственного расследования катастрофы. По версии концерна, "Боинг" был сбит из района близ сел Зарощенское и Великая Шишовка, находящихся под контролем вооруженных сил Украины. Эксперты Bellingcat, в свою очередь, утверждают, что в указанных точках не было украинских установок "Бук".