De dader werd even later enkele straten verderop, na onder meer door Smolders te zijn achtervolgd, door twee agenten gearresteerd. De aangehouden man werd door de politie geïdentificeerd als Volkert van der Graaf, een Nederlander van toen 32 jaar, woonachtig in Harderwijk. Hij had ten tijde van de moord geen strafblad en was werkzaam voor de milieubeschermingsorganisatie Vereniging Milieu-Offensief. Hij hield zich in die tijd met enig succes bezig met juridische procesvoering tegen milieuovertredingen door met name boeren en tegen dierenmishandeling. Ook controleerde hij vaak eigenhandig of veehouders en boeren de vereiste milieuvergunningen hadden. Als motief voor de moord verklaarde Van der Graaf dat hij Pim Fortuyn zag als een gevaar voor de zwakkeren in de maatschappij.
De moord op Pim Fortuyn leidde in Nederland tot geschokte reacties en geweld. Onder meer in Den Haag braken rellen uit, waarbij een auto in de parkeergarage onder het Plein (bij het Binnenhof) in brand werd gestoken. Ook buitenlandse media besteedden veel aandacht aan de moord.
De dag na de aanslag besloot het demissionaire kabinet Kok-II dat de nationale verkiezingen op 15 mei moesten doorgaan. De verkiezingscampagne kwam evenwel een week lang tot stilstand.
Mat Herben, de woordvoerder van de Lijst Pim Fortuyn en zelf de nummer zes op die kieslijst, kondigde aan dat Pim Fortuyn tot na de verkiezingen de (postume) lijstaanvoerder zou blijven. Dit had hoofdzakelijk een praktische reden: de kieslijsten mochten zo vlak voor de verkiezingen niet meer gewijzigd worden. Na de verkiezingen zou Herben als fractievoorzitter worden benoemd. De LPF werd met 26 zetels de grootste nieuwkomer in de Nederlandse parlementaire geschiedenis en de tweede partij van het land. Daarmee kwam de LPF in juli 2002 in de regering.
Binnen de Lijst Pim Fortuyn ontstond een machtsvacuüm: de aanvoerders van de partij kregen al snel onderling ruzie. Zowel problemen rondom de leiding van de partij als leden van het kabinet zorgden voor een onhoudbare situatie. Na slechts 86 dagen geregeerd te hebben, kwam er dan ook een einde aan het Kabinet-Balkenende I. Bij de verkiezingen die volgden zakte de LPF terug naar acht Kamerzetels en kwam de partij in de oppositie terecht.
Pim Fortuyn werd op 10 mei begraven op de begraafplaats Westerveld te Driehuis, in de provincie Noord-Holland. Op 20 juli werd zijn lichaam herbegraven in Provesano in Italië, waar hij een vakantiehuis bezat.
