פרשת קו 300 הרעידה את הממסד הביטחוני הישראלי לאחר שהתגלה כי כוחות הביטחון רצחו שני מחבלים שנתפסו חיים. בתחילה התקיים משא-ומתן בין המחבלים לבין המשטרה, אך לאחר כשעתיים הועבר הטיפול לצוות המשא-ומתן של צה"ל ושירות הביטחון הכללי. לאחר מספר שעות של משא-ומתן פרץ כוח מיוחד בפיקודו של תא"ל דאז, יצחק מרדכי, אל האוטובוס תוך שהלוחמים יורים לעבר החוטפים מבעד לחלונות האוטובוס. שניים מן החוטפים נהרגו, ושניים נוספים נלכדו חיים. בני הערובה שוחררו למעט החיילת אירית פורטוגז שנהרגה מירי כוחות צה"ל בהשתלטות. שבעה נוסעים נוספים נפצעו. שני המחבלים שנלכדו בחיים, נקשרו והובלו לשדה סמוך לצורך חקירה ראשונית. ראש השב"כ, אברהם שלום, הורה לראש אגף המבצעים בשב"כ, אהוד יתום, להרוג את שני החוטפים, על-מנת שלא יהיה מצב שבו מחבלים יוצאים חיים מפיגוע מיקוח. יתום ואנשיו נטלו את החוטפים איתם במכונית, ובמקום מבודד הכו אותם בראשם באבנים ובמוט ברזל, עד מותם. גופות החוטפים הובאו לבית חולים, שם קבע רופא את מותם. בהודעה שפרסם צה"ל מייד לאחר החטיפה וההשתלטות על האוטובוס נמסר ששני חוטפים נהרגו ושניים נתפסו בחיים, אך בהודעות שנמסרו לאחר מכן נאמר שכל החוטפים נהרגו בשעת ההשתלטות. הניו-יורק טיימס, ובעקבותיו העיתון הישראלי חדשות, פרסמו שבניגוד להודעה הרשמית - שני חוטפים נשארו בחיים ונהרגו רק לאחר שנעצרו. בשבועיים לאחר החטיפה וההשתלטות על האוטובוס פרסם השבועון העולם הזה תמונה של אחד החוטפים כשהוא מוכה על-ידי איציק מרדכי. כמה ימים לאחר מכן פרסם העיתון חדשות צילום של הצלם אלכס ליבק שבו נראה המחבל חי ומוחזק בידי כוחות הביטחון.

חטיפת קו 300 החלה כאשר ארבעה מחבלים פלשתינים בני 18 הגיעו מרצועת עזה לעיר אשדוד ב-12 באפריל 1984. הארבעה עלו לאוטובוס בקו 300 של אגד, שהיה בדרכו מתל אביב לאשקלון כשעליו 41 נוסעים. ברשותם של המחבלים היו סכינים ומזוודה שבה מטעני חבלה ורימוני רסס. זמן קצר לאחר שעלו על האוטובוס השתלטו המחבלים עליו ואילצו את נהג האוטובוס לנסוע לעבר הגבול המצרי. אחת מנוסעות האוטובוס, אתי בן חור, שוחררה על-ידי המחבלים זמן קצר לאחר החטיפה והייתה הראשונה שדיווחה למשטרה על החטיפה. בעקבות הדיווח שלה החלו כוחות המשטרה וצה"ל במרדף אחרי האוטובוס בניסיון לעצור אותו. התחקיר שהוגש למטה הארצי חושף כי כאשר בן חור התקשרה לתחנת המשטרה באשדוד, היא נתקלה למשך זמן קצר בחוסר אמון מצד היומנאי שהיה אז במשמרת ואשר היה עסוק באותה עת בטיפול באירוע חטיפת שרשרת מזוג קשישים. "הדיווח היה מאישה שהזדהתה כאשת שוטר מאשקלון וסיפרה על כי נחטף אוטובוס בקו 300 שהיה בדרכו מתל אביב לאשקלון על-ידי חמישה בני מיעוטים. היומנאי שלא הכיר את בעלה של האזרחית, וידע כי האוטובוס בקו 300 אינו עוצר בצומת עד הלום, לא האמין תחילה לדברי האזרחית וחשב שמדובר בהטרדה טלפונית", נכתב בתחקיר. רק לאחר שהתערב בשיחה גבר, אזרח שהיה גם הוא על האוטובוס ואשר הצליח לרדת ממנו, האמין היומנאי למתלוננת, רשם את האירוע ביומן האירועים של התחנה והעביר דיווח על האירוע. "התקשרה אישה מבוהלת לתחנה וסיפרה על האוטובוס. האישה מסרה ש-5 בני מיעוטים עלו לאוטובוס, איימו על הנהג, והיא חושדת שהם חטפו את האוטובוס. ידוע לי שאוטובוס בקו 300 לא עוצר בצומת עד הלום. גבר לקח ממנה את הטלפון ודיבר בצורה רגועה יותר. בתחילה חשבתי שמדובר במטרידה...לקח פחות מדקה עד שהאמנתי לדבריה", צוטט היומנאי בתחקיר.

במסמך התחקיר שבוצע במשטרת ישראל, ואשר הוגש למפכ"ל המשטרה דאז, רב-ניצב אריה איבצן, ב-1 במאי 1984, בחנו קציני משטרה בכירים את התנהלות כוחות המשטרה באירוע הטרור, ואת ממשקי העבודה של המשטרה עם צה"ל. המסמך מציג את עמדת צוות המשא-ומתן המשטרתי שהיה מעורב בניסיון שחרור בני הערובה מן האוטובוס החטוף ולפיה היה ניתן לסיים את האירוע ללא הסתערות באש חיה. "המחבלים דרשו 500 מחבלים על-פי רשימות שיינתנו להם והם נותנים 15 שעות למשא-ומתן. ההנחיה הייתה לעבוד על הונאה והתחזות לאנשי הצלב האדום. נוצר קשר פיזי ממשי עם המחבלים", נכתב בנספח שצורף לתחקיר. במסגרת אותו קשר פיזי ממשי ניגשו בכירים בשירות הביטחון הכללי ביוזמתם אל האוטובוס. "למעשה, כל מי שרצה ניגש לאוטובוס ודיבר עם המחבלים", נכתב במסמך. בחסות המגעים הללו הצליחו כוחות הביטחון להכניס לתוך האוטובוס צידנית ובה מתקני האזנה. המסמך המשטרתי קובע כי לאחר שבוצעה חפיפה והעברת ניהול המשא-ומתן לצוות המשא-ומתן של צה"ל התאפיין ניהול המשא-ומתן בהתקהלות של אנשים רבים סביב המשא-ומתן ובכך שלא בוצע משא-ומתן מסודר. "נוצר מצב בו המשטרה מאזינה למשא-ומתן, ובנפרד השב"כ מאזין לנעשה באוטובוס", נכתב בתחקיר, "הייתה האזנה במקביל וללא תיאום". אנשי צוות המשא-ומתן של המשטרה ציינו בתחקיר כי "המחבלים לא היו אנשים מגובשים ולא היה דובר קבוע עם המחבלים", כלשונם. עוד דיווחו כי ניסיון ההטעיה שניסו לעשות - לא עבד וכי צוות המשא-ומתן המשטרתי ניסה לעבוד על לחץ שחרור פצוע, אך הנושא הופסק עם הגעת צוות המשא-ומתן של צה"ל והגורמים הנוספים שהתערבו במשא-ומתן. "אפילו סכסוך בין המחבלים וקללת אחד מהם לא פגעה בדו שיח עם המחבלים. להרגשת צוות המשא-ומתן המשטרתי, ניתן היה לסיים את האירוע במשא-ומתן", לשון הדיווח.

למרות הערכה זו, לאחר מספר שעות נוספות של משא-ומתן שהתנהל על-ידי צה"ל החליט הרמטכ"ל דאז, רב אלוף משה לוי, להורות ליחידה מיוחדת לפרוץ לאוטובוס. כך נכתב בתחקיר המשטרתי על הפריצה: "הפריצה בוצעה כשהלוחמים חובשים קסדות ושתי מחלקות מקיפות את האוטובוס. המחבל נורה מטווח קצר על-ידי 6 כדורים לפחות, ואז החלו לירות מרוס"רים כולל צרורות, כולל הכנסת... מחלון האוטובוס וירי ללא כיוון".

במהלך השנים פורסם בשם אנשי שב"כ לשעבר שהיו באירוע כי המזוודה שהחזיק אחד המחבלים, בטענה כי מדובר במזוודת נפץ, הייתה למעשה מזוודה ריקה וכי היה מדובר באיום סרק. מסמך התחקיר המשטרתי מציג תמונה שונה ולפיה הכילה המזוודה מטעני חבלה מאולתרים. בבדיקת החבלן המשטרתי אומנם נקבע כי לפחות אחד מן המטענים לא היה יכול לפעול משום שהחוטים שלו חוברו באופן שגוי, אך המזוודה לא הייתה ריקה מתוכן. אמצעי הלחימה שהיו ברשות המחבלים כללו שני מטעני צינור מחוברים ביניהם במערכת טור חוטים, סוללה ומפסק. כל אחד מן המטענים היה מורכב מצמר פלדה, אבק שריפה וראשי גפרורים וחלקי TNT, שככל הנראה פורקו מרימון רסס. החבלן המשטרתי דיווח כי בעת בחינת אמצעי הלחימה היה המפסק של המטענים חתוך בברוטליות. "נעשה מאמץ לשחזרו ולבדוק אם יכול היה להפעיל המטענים", נכתב. עוד ציינו החבלנים ש"ברור כי מטען אחד לא יכול היה לפעול, כי החוטים חוברו לא כמו שצריך", כלשון החבלן. עוד נכתב בתחקיר כי המטען נוטרל במקום ושרידיו נלקחו. "הנזק היה קטן אם המטען היה מתפוצץ", נכתב. מלבד המטענים הללו החזיקו המחבלים ברשותם רימון רסס נצור בנצרה חלודה שהיה קשה מאוד להוציאה ממקומה, ובבקבוק שמפו שהכיל שמן, או חומר דומה לשמן, ואשר היה אמור לשמש ככל הנראה כבקבוק תבערה.

מסמך התחקיר מפרט את המרדף שהתנהל אחרי האוטובוס, תוך ניסיון של שוטרים שהיו במקרה באזור להאט את קצב נסיעתו של האוטובוס ולמנוע ממנו מלהמשיך בנסיעתו. בין השוטרים הללו היה רס"ל דוד פרץ, אשר מנע מכוחות צה"ל מלפגוע בנהג האוטובוס לאחר שהאוטובוס אולץ לעצור סמוך לדיר אל בלח שברצועת עזה. "ברצוני להודות לו על כי כאשר האוטובוס נעצר ליד דיר אל בלח עזב פרץ את מכוניתו ורץ לחלץ אותי, ועל-ידי כך מנע מכוחות צה"ל לפגוע בי", כתב נהג האוטובוס, אילן הלוי, במכתב תודה שצורף למסמכי התחקיר.