La principal hipótesis que se baraja es el exceso de velocidad en una curva pronunciada del recorrido. El delegado del Gobierno en Galicia, Samuel Juárez, ha informado de que en el momento del accidente el tren iba a 220 km/h, pese a que la velocidad máxima en ese punto es de 80 km/h debido a que en ese punto se reduce la velocidad para entrar en la estación de Santiago

 
El antepenúltimo vagón está destrozado, mientras que el vagón de atrás está ardiendo y otro voló sobre un talud a cinco metros de altura y 15 de distancia de la vía. En total, trece vagones volcaron.
 
En el tren, viajaban 218 personas, de acuerdo información oficial de Renfe. Un vecino de la zona declaró a Radio Gallega que el accidente se escuchó como "una gran explosión" y luego vio un vagón "desplazarse varios metros, que quedó destrozado". 
 
El estallido hizo que se investigara si el accidente no habría sido un atentado. No obstante, las autoridades negaron que hubiese sido así, sino que el estruendo del golpe fue parecido al ruido de la explosión de una bomba.
 

 
Cientos de personas se acercan espontáneamente al lugar del accidente con agua y mantas para ayudar en el rescate de los heridos, mientras que la Clínica de Santiago y el Centro de Transfusión de Galicia están desbordados de personas, tras el reciente pedido de la Xunta para donar sangre.
 
El suceso se produce en el comienzo del puente del Día de Galicia y en la noche en la que Santiago vive su fiesta grande, actos que ya han sido suspendidos.