Tại thời điểm nói trên, tàu SE3 đang vào ga Bỉm Sơn (Thanh Hóa) thì toa số 10 bị văng khỏi ray. Trên tàu có hơn 200 hành khách nhưng rất may không có ai bị thương.
Vụ tai nạn đã khiến toa tàu số 10 bị hư hỏng và làm chậm hành trình khoảng 4 giờ. Cùng với đó, một số đoàn tàu khác như NA1, NA2, SE4 cũng bị chậm hành trình do ảnh hưởng dây chuyền.
Ngay sau đó, lực lượng ngành đường sắt đã kích toa bị trật bánh lên đường ray, tháo rời cùng 2 toa hành khách khác để lại sửa chữa, đồng thời bổ sung thêm 3 toa xe để tàu SE3 tiếp tục hành trình đi TP Hồ Chí Minh. Đại diện Tổng công ty Đường sắt Việt Nam cho biết, đường sắt qua Thanh Hóa được thông lúc 5 giờ sáng nay. Để hạn chế các sự cố, tai nạn, nhất là tình trạng tàu trật bánh do chủ quan, sắp tới Tổng công ty Đường sắt Việt Nam sẽ tiến hành lắp đặt camera theo dõi hành trình chạy tàu trên đầu máy. Khi có camera sẽ ghi lại hành trình chuyến tàu, giám sát hoạt động nghiệp vụ của ban lái máy từ điều khiển tốc độ, kéo còi, hô đáp giữa lái tàu và phụ lái để lưu ý khi sắp vào vị trí nguy hiểm như đường ngang, đường dân sinh… Camera cũng đồng thời giám sát tất cả hoạt động của các thiết bị tín hiệu cũng như việc thực quy trình quy phạm của các nhân viên thực hiện điều hành chạy tàu dọc đường như trực ban ga, gác ghi, tuần đường, gác chắn, kể cả việc thực hiện các thao gác báo tín hiệu như vị trí đứng, tư thế cầm cờ, đèn để có thể ngăn ngừa từ xa các vụ việc đáng tiếc. Thống kê của Tổng công ty Đường sắt cho thấy, riêng trong tháng 8 vừa qua đã xảy ra 25 vụ tai nạn giao thông đường sắt. Trong đó do nguyên nhân chủ quan có 3 vụ. Sự cố chạy tàu xảy ra 115 vụ, trong đó do nguyên nhân chủ quan 53 vụ, đều do lỗi từ phương tiện toa xe, đầu máy, vận tải, cầu đường, thông tin tín hiệu.