Cụ thể, chiếc xe đầu kéo mang biển kiểm soát 36R-026.53 kéo theo rơ moóc mang biển kiểm soát 36H 033.78 (chưa rõ danh tính lái xe) di chuyển trên Đại lộ Nam sông Mã. Khi đến địa phận phường Quảng Châu chiếc xe trên xảy ra va chạm với xe tải mang biển kiểm soát 89C 199.36, do lái xe C.V.H. (34 tuổi, trú tại huyện Ân Thi, tỉnh Hưng Yên) di chuyển theo hướng ngược lại.
Vụ va chạm quá mạnh khiến 2 xe kể trên bị bốc cháy dữ dội. Hai 2 lái xe bị mắc kẹt trong cabin cũng bị tử vong.
Sau khi nhận được tin báo, Phòng Cảnh sát Phòng cháy, chữa cháy và Cứu nạn cứu hộ, Công an tỉnh Thanh Hóa đã có mặt tại hiện trường tổ chức dập tắt đám cháy, đồng thời sử dụng các thiết bị chuyên dụng cắt phá cửa, đưa 2 thi thể nạn nhân ra ngoài và bàn giao cho cơ quan chức năng.