Operasi penumpasan berlanjut dengan menangkap orang-orang yang dianggap bertanggung jawab pada peristiwa itu. Pada 9 Oktober 1965, Kolonel A. Latief berhasil ditangkap di Jakarta.
Pada 11 Oktober 1965, Letkol Untung pemimpin dewan revolusi berhasil ditangkap di Tegal ketika ingin melarikan diri ke Jawa Tengah.
Selain itu para petinggi PKI seperti D.N Aidit, Sudisman, Sjam, dll juga ditangkap oleh TNI pada 22 November 1965. Selanjutnya pada 14 Februari 1966, beberapa tokoh PKI dibawa ke hadapan sidang Mahkamah Luar Biasa (Mahmilub).
Desakan rakyat semakin ramai menuntut agar PKI dibubarkan, puncaknya pada saat Presiden Soekarno mengeluarkan Surat Perintah 11 Maret 1966, Soeharto langsung mengeluarkan larangan terhadap PKI dan ormas-ormas di bawahnya.