Dua investigasi terpisah diluncurkan yakni oleh Pakistan dan Amerika Serikat. Masih mengutip Eurasian Times, kedua investigasi itu mempunyai kesimpulan berbeda. Media diberitahu oleh Direktur Jenderal Intelijen Antar-Layanan Hamid Gul bahwa pembunuhan Zia adalah hasil dari rencana yang melibatkan “kekuatan asing.”
Beberapa teori konspirasi juga bermunculan, dan kematian tersebut tergolong salah satu yang paling misterius yang pernah terjadi di Pakistan. Pada saat dan setelah kejadian tersebut, Uni Soviet dan Amerika Serikat dituding.
Jenderal Akhtar Abdur Rehman, Ketua Komite Kepala Staf Gabungan dan mantan kepala badan mata-mata negara tersebut, Inter-Service Intelligence (ISI), termasuk di antara korban tewas, menambah kepercayaan pada teori bahwa Uni Soviet terlibat dalam kecelakaan pesawat. Abdur Rehman telah memimpin mujahidin Afghanistan dalam perjuangan mereka melawan Uni Soviet.
Teori konspirasi lain menyalahkan AS. Teori mengenai Amerika Serikat yang merekayasa insiden tersebut mendapatkan momentum ketika laporan awal mengungkapkan bahwa diplomat Amerika Raphel baru dipanggil pada menit-menit terakhir untuk bergabung dengan pesawat tersebut. Namun, janda Raphel menyatakan bahwa suaminya akan bepergian bersama Zia di pesawat dan Jenderal Wassom hanya ditambahkan pada menit-menit terakhir.
Teori konspirasi yang paling menarik muncul beberapa tahun kemudian, pada tahun 2005. Disebutkan Mossad-lah yang melakukan pembunuhan tersebut. Mantan duta besar AS untuk India, John Gunther Dean, menulis di World Policy Journal edisi musim gugur 2005 bahwa pembunuhan Zia direncanakan badan intelijen Israel Mossad sebagai pembalasan atas pengembangan senjata nuklir Pakistan untuk melawan India. Termasuk menghentikan Zia yang dikenal sebagai seorang pemimpin Muslim yang berpengaruh, dan terus mempengaruhi kebijakan luar negeri AS.
Pada hari naas itu, Zia-ul-Haq menaiki pesawat Hercules C-130, kembali dari demonstrasi militer di Bahawalpur, Pakistan. Kecelakaan itu menewaskan seluruh 31 orang di dalamnya. Investigasi resmi mengaitkan kecelakaan itu dengan kegagalan mekanis, namun kejadian yang tiba-tiba dan tragis menimbulkan spekulasi luas tentang kemungkinan adanya pelanggaran.
Dean, yang memiliki karir cemerlang di Dinas Luar Negeri AS mendasarkan teorinya pada beberapa faktor. Misalnya dalam konteks geopolitik, Dean menunjukkan lingkungan geopolitik yang kompleks saat itu. Perang Soviet-Afghanistan sedang berlangsung, dan Pakistan, di bawah kepemimpinan Zia-ul-Haq, merupakan sekutu penting Amerika Serikat dalam mendukung Mujahidin Afghanistan melawan pasukan Soviet.
Dean berspekulasi bahwa Israel mungkin mempunyai alasan strategis untuk mengacaukan Pakistan, mengingat dukungannya terhadap negara-negara Arab dan potensi ancaman yang dapat ditimbulkan oleh Pakistan yang memiliki senjata nuklir terhadap Israel.
Faktor lainnya adalah keahlian teknis. Dean percaya bahwa Mossad memiliki kemampuan untuk melakukan operasi secanggih itu, yang melibatkan perusakan mekanisme pesawat hingga menyebabkan kecelakaan. Dia menyebutkan bahwa Israel memiliki pengetahuan teknis dan jangkauan operasional untuk melakukan serangan semacam itu secara diam-diam.
Masih menurut Dean, faktor berikutnya tidak terlepas dari preseden sebelumnya. Dean merujuk pada kejadian di masa lalu di mana Mossad diduga melakukan operasi rahasia terhadap musuh-musuh Israel. Dia berpendapat bahwa Zia-ul-Haq, dengan kebijakan Islamnya yang teguh dan dukungannya terhadap elemen anti-Israel, dapat dilihat sebagai ancaman signifikan oleh negara Israel.
Tuduhan Dean sangat kontroversial dan mendapat reaksi beragam. Banyak komunitas diplomatik dan intelijen menolak klaimnya dan menganggapnya spekulatif dan kurang bukti nyata. Kritikus berpendapat bahwa teori Dean lebih didasarkan pada bukti tidak langsung dan dugaan geopolitik daripada bukti kuat.
Namun, tuduhan Dean mendapat tanggapan dari mereka yang sudah skeptis terhadap penjelasan resmi yang diberikan pihak berwenang Pakistan dan Amerika. Kurangnya penyebab pasti atas kecelakaan tersebut dan sifat para korban yang menonjol membuat teori konspirasi tentang kecelakaan itu tetap hidup dan menjadi misteri.