Nguyên nhân ban đầu của hiện tượng cá chết hàng loạt 2 ngày 8 và 9-7 là do nắng nóng trên địa bàn lên đỉnh điểm, có ngày lên tới hơn 40°C. Ngày 7-7 lại xuất hiện mưa dông giữa trưa làm nhiệt độ thay đổi đột ngột. Lượng cá chết chủ yếu là loại cá nhỏ bề mặt như cá mương (thầu dầu) đang vào mùa sinh sản, có mật độ cao và sức chịu đựng yếu.
Ông Nguyễn Mạnh Hùng (Trưởng phòng Hạ tầng kỹ thuật, Sở Xây dựng Hà Nội) cho biết thêm, để khắc phục tình trạng này, Sở Xây dựng Hà Nội đã chỉ đạo các đơn vị tăng cường vệ sinh mặt hồ, đảm bảo việc thu gom và xử lý triệt để cá chết; vận hành máy sục khí tăng lượng ôxy mặt hồ. Công ty Thoát nước Hà Nội cũng đã được giao lập kế hoạch đánh bắt cá để giảm mật độ cá trong hồ.
Trước đó, từ ngày 8 đến 10-7, xuất hiện hiện tượng cá Hồ Tây chết hàng loạt, trôi giạt trắng mặt hồ, tập trung nhiều ở phía đường Trích Sài, Nguyễn Đình Thi. Cơ quan chức năng đã huy động hàng trăm người thu gom được hơn 20 tấn cá chết, xử lý ở bãi rác Nam Sơn.