Gärningsmännen sköts till döds av polisen. Israeliska styrkor har inte velat kommentera gripandet av stormuftin, som är Jerusalems högste muslimske ledare.
Fredagsmorgonens skjutning inträffade intill en av portarna in till den gamla staden, nära Tempelberget. De tre arabiska gärningsmännen, som är israeliska medborgare och levde i Israel, skadade två och dödade två israeliska polismän varefter de tog sin tillflykt in på det heliga området, som räknas som en öppen moské. De sköts senare ihjäl av israelisk polis.
Händelsen är bland de mest allvarliga i Jerusalem de senaste åren och riskerar att öka spänningen mellan israeler och palestinier.
Israels premiärminister Benjamin Netanyahu meddelar att helgedomen kommer att vara stängd under fredagen av säkerhetsskäl, då området ska genomsökas efter vapen. Bland annat har fredagsbönen ställts in, något som inte hänt på flera år — det är tredje gången platsen stängs för bön sedan östra Jerusalem erövrades av israeliska styrkor 1967. Muslimer som nu inte hade tillträde till Tempelplatsen knäböjde på gatorna utanför i stället.
De långsiktiga tillträdesreglerna till den omtvistade platsen ska dock bevaras, lovade Netanyahu i ett uppenbart försök att undanröja farhågor hos muslimer. Tempelberget är heligt för såväl kristna som judar och muslimer.
Den palestinske presidenten Mahmud Abbas har fördömt attacken i ett telefonsamtal med Benjamin Netanyahu, enligt tidningen Jerusalem Post.