Trước đó, khoảng 2h11 sáng 19.9, tàu NA2 (Vinh – Hà Nội) do đầu máy D19E-924 kéo 12 xe (431,5 tấn), lái tàu là Nguyễn Văn Đồng; trưởng tàu Nguyễn Anh Tuấn phụ trách chạy đến đường ngang dân sinh (km90+600, khu gian Nam Định - Trình Xuyên thuộc địa bàn xã Tân Thành, huyện Vụ Bản, tỉnh Nam Định) đã va chạm với 1 xe ô tô kéo rơ moóc chở gạo BKS 15C-037.24, rơ moóc 15R-035.76. Khi đó xe ô tô đang đỗ trên đường ngang dân sinh. Vụ va chạm làm đầu máy D19E-924 bị đổ nằm ngang 90 độ chắn ngang đường bộ, toa xe Bưu vụ - Phát điện 81612 bị đổ nghiêng 80 độ, toa xe khách số hiệu 31707 bị trật bánh 4 trục.
Vụ tai nạn làm lái tàu Nguyễn Văn Đồng và phụ lái tàu Nguyễn Công Vũ (thuộc Xí nghiệp đầu máy Hà Nội) bị thương nặng. Toàn bộ hành khách còn lại trên tàu đều an toàn, không có người bị thương.
Vụ tai nạn làm ách tắc chính tuyến không tổ chức chạy tàu được. Ước tính, có 10 đoàn tàu khách và tàu hàng bị ảnh hưởng bởi vụ tai nạn. Tổng công ty Đường sắt Việt Nam đã chỉ đạo tổ chức chuyển tải hành khách trên 5 đoàn tàu (NA2, SE2, SE4, SE7, SE20) bằng ô tô an toàn.
Nguyên nhân vụ tai nạn đang được cơ quan công an điều tra làm rõ. Tuy nhiên, theo ghi nhận ban đầu, tài xế ô tô đầu kéo BKS 15C-037.24 không chú ý quan sát đã cố tình vi phạm các quy định pháp luật về an toàn giao thông, đỗ xe ô tô ngay trên đường ngang dân sinh cắt qua đường sắt trong lúc đoàn tàu NA2 đang đi đến.
Tổng Công ty Đường sắt Việt Nam cũng cho biết, vị trí xảy ra tai nạn là đường ngang dân sinh tự mở trái phép tại km90+600 tuyến Hà Nội – TP.HCM. Đường ngang được mở để đi vào Doanh nghiệp Việt Trung 2, chủ doanh nghiệp là ông Nguyễn Hữu Trung (SN 1972, xã Tân Thành, huyện Vụ Bản, tỉnh Nam Định). Về việc tự ý mở đường ngang dân sinh trái phép cắt qua đường sắt, đơn vị quản lý đường sắt sở tại là Công ty TNHH Một thành viên quản lý đường sắt Hà Ninh đã nhiều lần phối hợp với chính quyền địa phương lập biên bản vi phạm và đã có công văn báo cáo gửi các cơ quan chức năng của huyện Vụ Bản và tỉnh Nam Định, tuy nhiên đường ngang này vẫn tồn tại và đã để xảy ra tai nạn nghiêm trọng vào sáng nay.