Verbindungen zu Pakistan
Aufgrund von Beweisen, die darauf hindeuten, dass die Anschläge auf pakistanischem Territorium verübt wurden, ersuchte Indien am 28. November 2008 um die Anwesenheit von Generalleutnant Ahmed Shuja Pasha, dem Generaldirektor des pakistanischen Geheimdienstes, als die Ermittlungen begannen. Pakistan stimmte diesem Ersuchen zunächst zu, machte dann aber einen Rückzieher und bot an, anstelle von Pascha selbst einen Vertreter des Generaldirektors nach Indien zu schicken. Die Anschläge wirkten sich unmittelbar auf den laufenden Friedensprozess zwischen den beiden Ländern aus. Pranab Mukherjee, der indische Außenminister, warf den pakistanischen Behörden Untätigkeit gegenüber terroristischen Elementen vor und erklärte: „Wenn sie nicht handeln, dann wird es kein business as usual geben.“ Später sagte Indien die für Januar-Februar 2009 geplante Tournee seines Cricket-Teams durch Pakistan ab.
Der Versuch Indiens, Druck auf Pakistan auszuüben, damit es gegen Terroristen innerhalb seiner Grenzen vorgeht, wurde von der internationalen Gemeinschaft nachdrücklich unterstützt. US-Außenministerin Condoleezza Rice und der britische Premierminister Gordon Brown besuchten nach den Anschlägen in Mumbai sowohl Indien als auch Pakistan. In einer Reihe von diplomatischen Aktivitäten, die im Wesentlichen als eine Übung in „Konfliktverhütung“ angesehen wurden, drängten US-Beamte und andere die pakistanische Zivilregierung, gegen diejenigen vorzugehen, die der Beteiligung an den Anschlägen verdächtigt wurden. Es wurde befürchtet, dass die Spannungen zwischen den beiden atomar bewaffneten Nachbarn eskalieren könnten. Indien verzichtete jedoch darauf, Truppen an der pakistanischen Grenze zu stationieren, wie es dies nach dem Anschlag auf das indische Parlament am 13. Dezember 2001 getan hatte, der ebenfalls von militanten Pakistanern verübt worden war. Stattdessen konzentrierte sich Indien darauf, über verschiedene diplomatische Kanäle und über die Medien die Unterstützung der internationalen Öffentlichkeit zu gewinnen. Indien ersuchte den UN-Sicherheitsrat um Sanktionen gegen Jamaat-ud-Dawa und behauptete, die Gruppe sei eine Tarnorganisation für Lashkar-e-Taiba, die 2002 von Pakistan verboten worden war. Auf Antrag Indiens verhängte der Sicherheitsrat am 11. Dezember 2008 Sanktionen gegen Jamaat-ud-Dawa und erklärte die Gruppe offiziell zu einer terroristischen Organisation.
Pakistan gab an, am 8. Dezember 2008 Zaki-ur-Rehman Lakhvi, einen hochrangigen Führer von Lashkar-e-Taiba und mutmaßlichen Drahtzieher der Anschläge von Mumbai, festgenommen zu haben. Die pakistanischen Sicherheitskräfte führten landesweit Razzien in Büros der Jamaat-ud-Dawa durch. Diese Razzien dauerten jedoch nur wenige Tage, danach wurden die Sicherheitsabsperrungen um die Jamaat-ud-Dawa-Büros gelockert. Der pakistanische Premierminister Yousaf Raza Gillani erklärte, dass die Aktivitäten von Jamaat-ud-Dawa nicht blockiert werden sollten, da „Tausende von Menschen“ von den, wie er es nannte, „Wohlfahrtsaktivitäten“ der Gruppe profitierten. Pakistan behauptete ferner, dass Indien ihm keine ausreichenden Beweise gegen eine Reihe von mutmaßlichen Terroristen vorgelegt habe und dass ein Vorgehen gegen diese Verdächtigen nur möglich sei, wenn diese Beweise „auf diplomatischem Wege und nicht über die Medien“ vorgelegt würden. Pakistan lehnte die Forderung Indiens ab, 20 Personen auszuliefern, die angeblich an mehreren Terroranschlägen auf indischem Gebiet beteiligt waren. Während seines Prozesses 2011 sagte Headley jedoch detailliert über die Beteiligung sowohl von Lashkar-e-Taiba als auch des pakistanischen Geheimdienstes an den Anschlägen von Mumbai aus.