Theo thông tin ban đầu, khoảng 14 giờ 46 cùng ngày, tàu SE9 lưu thông qua khu gian Chí Thanh - Hòa Đa. Khi đến Km1174+300, đoạn qua xã Ô Loan, tàu va chạm với xe công nông băng qua đường sắt tại lối đi tự mở trái phép.
Dù tổ lái đã hãm phanh khẩn cấp nhưng không kịp. Cú va chạm khiến xe công nông bị hất văng, lật ra ngoài phạm vi đường ray.
Vụ tai nạn làm em T.H.T. (9 tuổi) tử vong tại chỗ; 2 nạn nhân T.N.L. (6 tuổi) và T.Q.M. (60 tuổi) bị thương, được đưa đi cấp cứu.
Tại hiện trường, một số bộ phận đầu máy và toa tàu bị hư hỏng, như gãy ống nước, móp thiết bị, hỏng ống vòi hãm.
Sau vụ việc, tổ tàu phối hợp lực lượng chức năng địa phương xử lý ban đầu, bố trí người ở lại hiện trường phục vụ điều tra. Đến khoảng 15 giờ 16, tàu SE9 tiếp tục hành trình, chậm khoảng 30 phút.
Nguyên nhân ban đầu được xác định là do xe công nông băng qua đường sắt tại lối đi tự mở, vi phạm hành lang an toàn giao thông đường sắt.
