三次爆炸結束後13分鐘，救援人員和警察在血跡斑斑的街道上作業
爆炸發生后一小時，留在現場的救難與警備人員
受到波士頓爆炸案影響，且擔心仍有其他炸彈，原訂美國時間4月16日在波士頓進行的NBA波士顿凯尔特人對印第安纳溜馬之戰亦暫時停賽，波士顿交响乐团也取消了原定于周一晚上的交响乐演出。爆炸现场上空已经设立禁飞区。联邦调查机构和其他法律部门隨即加强了对离境航班的检查。為了安全考量，波士頓市區進行管制，波士顿洛根国际机场暂时停止了飞机的降落。其他几个大城市如纽约、洛杉矶、芝加哥和华盛顿也提高了警戒。但白宫仍然正常对游客开放。将来周日举行的伦敦马拉松也将如期举行，並提高加強他们所有的保安状况。[22]而先前傳出所謂第3起甘迺迪總統圖書館爆炸案部分，最後證實僅是場火警，與本次爆炸案沒有關聯。
據美國媒體報導，有官員指出，當時斷訊是為了防止歹徒利用手機遙控爆炸。不過，當地二大電信業者威讯及Sprint Nextel表示，爆炸案發生後，確實有發生短暫斷訊現象，「不過那是因為短時間通訊流量過大所造成」，並表示目前波士頓地區的通信一切正常。
事件爆发后，纽约证券交易所、纳斯达克交易所和纽约商品期货交易所对该事件予以默哀[23]，美国全国各地民众也对该事件予以默哀。
其它爆炸物
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爆炸案發生后，美國联邦调查局立即著手調查。聯邦調查局在三個波士頓地鐵站發現可疑的包裹。波士頓馬拉松爆炸案調查部門在4月16日表示，至少有1枚炸彈的製造材料是日常就可購得的壓力鍋改造而成，推測可能是國內恐怖份子所為。聯邦調查局也表示，根據炸彈分析結果，炸彈並非使用軍規TNT黃色炸藥，因此不會破壞建築物、或是產生彈坑。使用的炸彈是以火藥、電話板、釘子、彈頭與滾珠軸組裝，塞進壓力鍋而製成，利用定時器引爆，殺傷範圍可達300公尺，在阿富汗、巴基斯坦與印度等地爆炸案可見。[24][25]波士顿警方拆弹小组在波尔斯顿街上对其中一个包裹进行了定点爆炸。[26]
被定點爆炸的背包
应急措施
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美國總統歐巴馬對爆炸案發表聲明
美国总统奥巴马在美東时间15日15时10分就波士顿爆炸事件发表全国声明。奥巴马说，爆炸发生后，美国将全国安保措施升级，雖然目前仍不清楚此次爆炸的肇事者，但奥巴马誓言会追究责任。并誓言，无论是谁，都會面对正义的制裁。奥巴马还表示，目前政府提升美国安保措施，並表示“美国人民会为波士顿祈祷”。[27]
波士頓田徑協會於晚上20時20分聲明表示，比賽結束後，目前許多寄物袋仍無人認領，大會將比賽證明領取處設置在波士頓的伯克利街（Berkeley Street）。大會對於每一位受到影響的參賽者深表歉意，大會將繼續與聯邦執法單位合作，揪出嫌犯。再次感謝世界各地支持與協助波士頓馬拉松的所有人。
現場附近的危險物品與生物危害工作人員
国际反应
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各国在爆炸事件发生后都加强了保安措施。[28]
联合国：時任联合国秘书长潘基文表示，对发生在波士顿的爆炸事件予以强烈谴责。向受害者及其家人表示哀悼和慰问。他表示，这起冷酷的暴行发生在一个来自全世界的人们在体育精神与和谐感召下相聚在一起的这样一个场合尤其令人感到震惊。此时此刻，他的心和波士顿人民在一起。[29]
英国：伦敦马拉松的组织单位随后重新检阅了项目的保安措施，虽然并未发现有针对此活动的威胁。[30]
加拿大：時任加拿大总理哈珀说：“在波士顿马拉松这一鼓舞人心的赛事进行之际，发生这样的暴行，这真是悲伤的一天。我们对在这一恐怖事件中受伤或受影响的人致以慰问并为他们祈祷。在这一困难时刻，我们与邻邦美国站在一起。”[31]
義大利：時任意大利总理马里奥·蒙蒂于当地时间16日向美国总统奥巴马致函，严词谴责了这起导致3人遇难的爆炸案，并称之为“懦弱行径”，只能引人蔑视，并留给人们痛苦和恐惧。并表示坚信哪怕处于极度的悲痛之中，美国也知道如何重申其国家的基本价值观，以应对这次灾难。[32]
俄羅斯：俄罗斯克里姆林宫新闻局发布消息称，時任俄羅斯总统普京对这一野蛮犯罪表示强烈谴责，并认为打击恐怖主义需要加强国际社会的协同努力。普京同时向美国总统奥巴马表示慰问，并表示俄罗斯愿意协助调查这起事件，称俄方愿意为美国当局的调查提供援助”。[33]
中华人民共和国：時任中華人民共和國外交部发言人华春莹表示，中方强烈谴责并坚决反对任何针对平民的暴力袭击，对波士顿爆炸事件中的罹难人员表示深切哀悼，向受害者及其家属表示诚挚慰问。并表示中華人民共和國外交部高度重视保护海外中華人民共和國公民安全与合法权益。获悉波士顿发生爆炸案后，中華人民共和國駐紐約總領事館第一时间启动应急机制。[34]
香港特別行政區：時任香港行政長官梁振英表示，對於事件造成傷亡表示深切同情，並對死傷者的家屬致以慰問。[35]
印度：時任印度总理辛格致信美国总统奥巴马，强烈谴责发生在美国波士顿的爆炸案，并表示印度愿同美国一起坚决反对恐怖主义。称发生在波士顿的爆炸案是一起“愚蠢的、懦夫般”的行为，全印人民都对此表示强烈的谴责，并对死者家属、伤者以及美国人民表示慰问。辛格还表示，这起悲剧再次提醒人们，恐怖主义仍然困扰着包括美国和印度在内的许多国家，并且就潜伏在人们生活的城市中间，这警醒人们必须要再次坚定反对恐怖主义的决心，要不屈不挠地和恐怖主义斗争到底。他表示，印度与美国在反恐领域一向保持着良好的合作，印度愿就此案件向美方提供任何可能的帮助。[36]
约旦：約旦的一個穆斯林原教旨主義組織的領導人穆罕默德·艾爾·加拉比對波士頓的爆炸事件表示高興。該人被認定參與了與基地組織相關的針對美國及其他西方國家的攻擊陰謀。有約旦的安全官員表示在爆炸之後以加強了對位於安曼美國大使館的警衛。[37]
中華民國：中華民國時任總統马英九第一时间致上哀悼，并且强烈谴责做出这场暴行的犯案者。外交机构紧急开会研议，密切关注整个事件的后续发展。駐美國臺北經濟文化代表處表示目前台湾的侨民还有留学生一切平安。[38]