Ngay sau khi nhận được thông tin về vụ tai nạn, Phó Thủ tướng Thường trực Chính phủ - Chủ tịch Ủy ban ATGT Quốc gia đã gửi lời chia buồn sâu sắc tới gia đình các nạn nhân tử vong, động viên, thăm hỏi các nạn nhân bị thương; đánh giá cao lãnh đạo UBND, Ban ATGT tỉnh Thanh Hóa đã kịp thời có mặt tại hiện trường chỉ đạo các cơ quan chức năng của tỉnh xử lý, khắc phục hậu quả vụ tai nạn, bảo đảm tài sản và sức khỏe của hành khách đi tàu.
Cùng với đó, Phó Thủ tướng đã phân công Phó Chủ tịch Chuyên trách Ủy ban ATGT Quốc gia Khuất Việt Hùng trực tiếp xuống hiện trường phối hợp với UBND, Ban ATGT tỉnh Thanh Hóa và ngành đường sắt xử lý, khắc phục hậu quả vụ tai nạn, đồng thời yêu cầu: Chủ tịch UBND tỉnh Thanh Hóa, kiêm Trưởng Ban ATGT tỉnh Thanh Hóa chỉ đạo các cơ quan chức năng huy động những điều kiện tốt nhất về y tế để cứu chữa nạn nhân bị thương; tổ chức thăm hỏi, hỗ trợ động viên gia đình các nạn nhân tử vong và các nạn nhân bị thương trong vụ tai nạn. Công an tỉnh khẩn trương điều tra, làm rõ nguyên nhân, xử lý nghiêm tổ chức, cá nhân vi phạm gây ra vụ tai nạn đặc biệt nghiêm trọng này, báo cáo Bộ Công an và đề nghị các cơ quan chức năng của Bộ hỗ trợ (nếu cần thiết); chỉ đạo Công an địa phương có đường sắt đi qua tăng cường tuần tra, kiểm soát và xử lý nghiêm hành vi vi phạm trật tự, ATGT đường bộ, đường sắt đặc biệt là hành vi phá hoại các công trình bảo vệ an toàn đường sắt để mở đường ngang trái phép qua đường sắt.
Bộ GTVT chỉ đạo Tổng Công ty Đường sắt Việt Nam phối hợp chặt chẽ với các cơ quan chức năng của tỉnh Thanh Hóa điều tra, làm rõ nguyên nhân vụ tai nạn; phối hợp với cơ quan chức năng của các tỉnh, TP có đường sắt đi qua khẩn trương kiểm tra, rà soát toàn bộ các điểm giao cắt giữa đường bộ và đường sắt, có biện pháp cảnh giới an toàn cho tất cả các đường ngang kể cả lối đi dân sinh.
Trước đó, vào hồi 00h30', ngày 24/5, đoàn tàu khách mang số hiệu SE19 do đầu máy 927 kéo, khi đến đường ngang có gác tại Km 234+050, khu gian Khoa Trường - Trường Lâm, tuyến đường sắt Hà Nội - TP Hồ Chí Minh (thuộc xã Trường Lâm, huyện Tĩnh Gia, tỉnh Thanh Hóa) đã va chạm với ô tô tải chở đá mang BKS 37C - 151.38. Vụ tai nạn khiến đầu máy 927 bị đổ và 6 toa xe bị trật bánh khỏi đường sắt, ô tô bị hư hỏng. 2 người tử vong gồm lái tàu và phụ lái tàu, 4 hành khách, 3 nhân viên đường sắt và lái xe bị thương nặng đã được đưa đi cấp cứu.