Trước đó, vào 22 giờ 30 phút ngày 2/5, người dân quanh khu dân cư Đức Diễn nghe thấy những tiếng nổ tí tách bên trong một kho xưởng chứa vật liệu quảng cáo. Khoảng 30 phút sau, lửa bùng phát.
Đến 23 giờ 30 phút lửa bốc cháy dữ dội, cao lên tới chục mét. Người dân đã dùng bình cứu hỏa cá nhân và các phương tiện để chữa cháy nhưng bất thành, ngọn lửa cháy lan sang các ki-ốt bên cạnh.
Nhận được tin báo của người dân, Phòng Cảnh sát phòng cháy và chữa cháy số 3 đã điều động 5 xe chữa cháy, xe chở nước đến hiện trường triển khai dập lửa, khoanh vùng chống cháy lan.
Do nơi xảy ra đám cháy là nhà xưởng bị khóa nên lực lượng chức năng phải phá cửa, tiến hành phun vòi rồng chữa cháy, đồng thời phối hợp tổ chức di chuyển các vật liệu dễ cháy bên trong kho xưởng ra ngoài.
Nơi xảy ra hỏa hoạn có nhiều vật liệu dễ cháy nên đám cháy tiếp tục phát triển với xu hướng phức tạp. Đơn vị đã yêu cầu chi viện từ lực lượng phòng chữa cháy khu vực Bắc Thăng Long, Hoàng Mai. Đến 2 giờ ngày 3/5, tổng số phương tiện tham gia dập lửa lên đến 10 xe chữa cháy cùng các xe chở nước và gần 100 cảnh sát.
Đến khoảng 6 giờ 30 phút ngày 3/5, vụ hỏa hoạn đã được khống chế và dập tắt hoàn toàn. Toàn bộ khu vực nhà xưởng diện tích hơn 600 m2 bị lửa thiêu rụi. Vụ hỏa hoạn không gây thiệt hại về người. Nguyên nhân vụ cháy đang được cơ quan chức năng điều tra, làm rõ.
