據法國廣播電台報導，哀悼儀式由加泰羅尼亞紅衣大主教主持。西班牙為巴塞羅那恐襲案遇難者制定的3天國喪日在20日午夜結束。此前，巴塞羅那已經連續舉行多個哀悼活動。西班牙國王與王后19日在巴塞羅那市政府大廳出席哀悼儀式，並在市政府為哀悼受害者而放置的紀念冊上撰寫長文悼念。多達數萬巴塞羅那居民以及來自世界各地的遊客在紀念冊留言悼念，聲明毫不懼怕恐怖威脅。20日的彌撒，用多種語言向受害者致哀，並抗議恐怖分子濫殺無辜。
紀念巴塞羅那恐襲遇難者的活動將持續一整天。在遭到恐怖分子開車碾壓襲擊的市中心步行街等地，民眾為遇難者擺放的鮮花與蠟燭堆積成海。20日晚上，巴塞羅那開場進行巴薩俱樂部與塞維利亞俱樂部甲級足球比賽，10萬人將擠滿歐洲最大的足球場看台，賽前兩隊與觀眾全體為遇難者默哀。觀眾在恐襲後，更踴躍購買球票，以此向恐怖威脅說不。
西班牙警方對巴塞羅那恐怖襲擊案的調查仍在繼續。加泰羅尼亞警方確定長期醞釀準備恐怖襲擊的恐怖組織已經被消滅。警方認定該小組12人全數被起獲，包括5名被擊斃者，4名遭逮捕者，和兩至3名恐襲案前夜失手爆炸喪生的恐怖分子。不過，警方仍然在緊急追緝3天前第一個開車碾壓路人造成13人死亡和一百多人受傷的嫌犯。警方到處張貼了這名只有20來歲的恐怖分子照片◆
