Vụ tai nạn xảy ra vào lúc 5 giờ 03 phút ngày 10/7, trên tuyến đường sắt Bắc - Nam, đoạn giao cắt với Quốc lộ 7A (điểm có rào chắn đường bộ thuộc cung đường sắt Diễn Châu), tại km 293+395 đoạn qua xã Diễn Phúc, huyện Diễn Châu.
Vào thời điểm trên, xe ô tô tải chở cát mang biển kiểm soát 37C 273.94, do anh Trần Văn Dụng, sinh năm 1989, thường trú tại xóm 7, xã Diễn Thắng, huyện Diễn Châu điều khiển, lưu thông trên quốc lộ 7A theo hướng Đô Lương - Diễn Châu, khi tới điểm giao cắt với đường sắt, bất ngờ xe chết máy.
Lúc này, đoàn tàu chở khách số hiệu NA, D19E-902 lưu thông hướng Hà Nội - Vinh đến gần đã tông vào phần đầu của xe ô tô. Cú tông mạnh khiến đầu xe ô tô tải hư hỏng nặng, xoay nằm dọc đường ray. Rất may, lái xe tải đã kịp thời nhảy ra khỏi xe khi tàu hỏa tông vào.
Ngay sau khi tai nạn xảy ra, các lực lượng chức năng của huyện Diễn Châu và đường sắt đã có mặt kịp thời để xử lý, giải tỏa ách tắc giao thông. Đến khoảng hơn 6 giờ, tàu NA, D19E-902 tiếp tục hành trình, tuyến đường sắt và quốc lộ 7A lưu thông bình thường trở lại.