Tembakan itu dilepaskan oleh orang Palestina dari sebuah mobil di dekat permukiman Yahudi.
Tentara Israel tengah mencari pelaku tersebut, dikabarkan oleh Reuters.
Sementara itu, Times of Israel mengabarkan bahwa dalam kejadian penembakan itu melukai tiga mahasiswa berumur 19 tahun.
Dua di antara mereka terluka serius.
Pihak berwenang Israel menyebut tembakan dilepaskan dari sebuah mobil yang berjalan di persimpangan jalan di selatan Nablus.
Baca: Salahkan Israel atas Sabotase di Fasilitas Nuklir Natanz, Iran Bersumpah Akan Balas Dendam
"Pasukan Pertahanan Israel (IDF) berbalik melepaskan tembakan ke arah mobil itu, yang melarikan diri dari tempat kejadian," kata pihak militer dikutip dari Times of Israel.
"Pasukan IDF sedang mencari mobil itu dan tengah menyiapkan barikade penghalang di area itu."
Tenaga medis menyatakan bahwa salah satu korban, Yehuda Guetta dari Yerusalem, berada dalam kondisi kritis.
Seorang lainnya yang juga terluka parah bernama Benaya Peretz dari Beit Shean.
Korban ketiga, yang terluka ringan, adalah Amichai Hala dari Safed.
Baca: Pemukim Israel Makin Brutal, Serang Warga Palestina yang Melawan saat Tanahnya Dicaplok Israel
Ketiga korban itu dibawa ke Rumah Sakit Beilinson untuk mendapat perawatan.
Rekaman kamera keamanan menunjukkan bahwa mobil berwarna putih itu berhenti di halte dan mengerem.
Kemudian seseorang dari dalam mobil melepaskan tembakan.
Mahasiswa dan seorang tentara yang berada di tempat kejadian terlihat segera mencari perlindungan di belakang penghalang dari beton.
Mobil itu kemudian bergerak cepat menuju ke Ramallah.
Baca: Video Pasukan Israel Tahan Anak-anak Palestina Dikecam Keras: Akhirnya Dibebaskan
"IDF dan pasukan keamanan tidak akan berhenti sampai mereka mendapatkan teroris yang melakukan serangan itu," kata Menteri Pertahanan Benny Gantz dalam pernyataan setelah penembakan.
Sementara itu, Perdana Menteri Benjamin Netanyahu mengatakan dirinya yakin bahwa intelijen keamanan akan melacak pelakunya dengan cepat.
Pada hari yang sama, seorang wanita Palestina tewas ditembak oleh pasukan keamanan Israel.