Thời điểm trên, tàu hỏa SPT2 trên hành trình hướng từ TP. HCM ra Phan Thiết. Khi đến đường ngang Km06 + 940 giao cắt đường sắt đoạn xã Hàm Hiệp, huyện Hàm Thuận Bắc thì xảy ra va chạm với xe ô tô biển số 86A-140.07 đang trên đường ngang.
Cú va chạm làm ô tô bị kéo quay ngược đầu 180 độ, sao đó ô tô này tiếp tục va chạm với xe máy biển số 86B3-724.60 đang gần đó. Xe máy 86B3-724.60 do một người phụ nữ điều khiển.
Tại hiện trường, xe máy nằm trước đầu ô tô. Người phụ nữ điều khiển xe máy trên bị thương, được người dân khẩn trương đưa đi bệnh viện cấp cứu.
Sau khi nai nạn xảy ra, Công an địa phương và nhân viên ngành đường sắt phối hợp lập biên bản sự việc, tổ chức bảo vệ hiện trường để xác định nguyên nhân, xử lý vụ tai nạn.