意外發生在星期六晚，兩列列車相撞後，六節車廂出軌，有四節更跌下高架橋。內地傳媒報道，上海鐵路局局長被免職。有工程師質疑，可能是列車的自動保護裝置故障，導致撞車。
兩列和諧號列車相撞後，後面列車四節車廂出軌，其中三節，跌落廿多米的橋下，疊在一起，另一節更九十度角直插地上，前面列車最後兩節車廂撞扁。
有生還的乘客表示，撞車後車廂內一片混亂，到處都是哭聲和呼救聲。
大批消防車、救護車，超過一千名救援人員趕到現場搜救，疏散乘客。搜救工作直到清晨結束，車廂內留有乘客的鞋，行李衣物散滿一地。
事發在星期六晚上八時許，由杭州開到福州的D3115列車，駛至溫州雙嶼路段附近時，懷疑被雷擊後失去動力，停在路軌上，隨後由北京開往福州的D301列車未有停下，撞上前一列車。當時兩列車上大約有1400個乘客。其中一列列車的行車紀錄儀已經找到，相信有助調查事故原因。
南方都市報報道，事故可能和列車自動保護裝置故障有關。內地所有動車組都裝有自動保護裝置，正常情況下，前面的列車若故障停低，後面的列車會接收到減速或在安全距離內停車的信號。報道引述工程師估計，可能是雷擊破壞了列車的信號釋放系統，令後面的車偵測不到有列車停在路軌，導致撞車。
