Theo đó, vào lúc 14h37’ngày 20/2/2017, tàu khách SE2 chở 226 hành khách, trong đó có nhiều du khách quốc tế khởi hành từ TP HCM đi Hà Nội, khi đến Km 738+200 thuộc khu gian Thừa Lưu – Cầu Hai đã đâm vào 1 xe tải ben mang biển số 75C-026.91 của Công ty TNHH Đồng Tâm – Huế đang chạy từ QL1A băng qua đường ngang dân sinh (không có rào chắn) vào mỏ đất Khe Diều (thuộc xã Lộc Thủy), do cú đâm với tốc độ cao đã hất xe tải ben văng xa hơn 50 mét, xe bị đứt đôi, đầu máy xe nát vụn;  5 toa tàu SE2 bị lật văng khỏi đường sắt, gồm 3 toa chở khách, 1 toa cung ứng và 1 đầu máy, nhiều toa khác bị trật khỏi đường ray.

Vụ tai nạn đã làm ông Phạm Hồng Phượng (sinh năm 1984) quê ở Yên Bài là Phó tàu phụ trách an ninh và 2 người đi trên xe  ô tô tải ben là Lê Bá Dũng , sinh năm 1979 và Lê Văn Tuấn cùng trú tại TX Hương Thủy chết tại chỗ.

Sau khi vụ tai nạn vừa xảy ra, Bí thư Huyện ủy Nguyễn Chí Quang và Chủ tịch UBND huyện Nguyễn Văn Mạnh đã đến hiện trưởng chỉ đạo các cơ quan chức năng của huyện phối hợp với ngành đường sắt tiến hành cứu nạn, cứu hộ; đồng thời quyết định hỗ trợ cho các nạn nhân 03 triệu đồng/người chết, 02 triệu đồng/người bị thương.

Thứ trưởng Bộ GTVT Nguyễn Ngọc Đông; Phó Chủ tịch Chuyên trách Ủy ban ATGT Quốc gia Khuất Việt Hùng, Bí thư  Tỉnh ủy Lê Trường Lưu, Chủ tịch UBND tỉnh Nguyễn Văn Cao cũng có mặt tại hiện trường trực tiếp chỉ đạo công tác cứu hộ, cứu nạn và khắc phục hậu quả.

Ngành đường sắt đã nổ lực huy động nhiều lực lượng, phương tiện chuyên dụng để khắc phục hậu quả. Đến 10h25phút, đoàn tàu SE1 chở 308 hành khách chạy từ Hà Nội vào TP Hồ Chí Minh đã  thông tuyến an toàn.