Vào khoảng thời gian trên, tàu SE5 đang chạy theo hướng Bắc - Nam, đến đoạn trước cửa số nhà 314, đường Ngọc Hồi, thị trấn Văn Điển thì thấy một người phụ nữ đang định băng qua đường tàu. Trưởng tàu đã kéo còi và kéo phanh nhưng không kịp. Người phụ nữ này đã bị đầu tàu húc vào và bắn ra xa, tử vong ngay tại chỗ.
Một nhân chứng chứng kiến toàn bộ sự việc cho hay: “Lúc đó, chuông báo động kêu và đoàn tàu đang chạy tới thì tôi thấy một người phụ nữ đang đi bộ rất chậm từ một cửa hàng may ở gần hiện trường đi ra, mắt chăm chú nhìn một cái gì đó ở phía trước và định băng qua đường tàu. Tôi đã hét rất to, báo cho người phụ nữ kia biết, nhưng không thấy người phụ nữ này có phản ứng gì. Tôi chạy ra định kéo người phụ nữ này lại nhưng không kịp.” Nạn nhân được xác định là Nguyễn Thị Thúy (53 tuổi, quê tỉnh Thái Bình; hiện đang trú tại phường Lĩnh Nam, quận Hoàng Mai, Hà Nội). Nạn nhân là một bác sĩ của Bệnh viện Đa khoa Thanh Trì. Khi xảy ra tai nạn, bà Thúy vẫn đang mặc bộ quần áo blu trắng. Vụ việc xảy ra vào giờ cao điểm nên rất đông người đi đường hiếu kỳ dừng lại xem, khiến cơ quan chức năng phải rất vất vả phân luồng, tránh tình trạng ách tắc giao thông xảy ra.
