Theo điều tra ban đầu, nguyên nhân được xác định là do chập mạch điện (ngắn mạch) trên đường dây dẫn điện, cấp nguồn cho bóng đèn chiếu sáng bên trong một ki-ốt nằm tại tầng trệt của khu Thương mại Biên Hòa (khu vực chợ Biên Hòa), phát sinh nguồn nhiệt cao làm cháy vỏ dây điện rồi bắt cháy vào hàng hóa gồm mây tre đan, đồ trang trí bằng lá khô… gây cháy. Sau đó, cháy lan qua các ki-ốt liền kề và kho chứa hàng tại lầu 1 phía trên, gây ra vụ cháy lớn.
Ngay sau khi vụ cháy xảy ra, lực lượng chức năng thành phố Đồng Nai đã tiến hành dựng hàng rào bao quanh khu vực vào hiện trường, đặt biển cảnh báo khu vực rất nguy hiểm, không để người dân ra vào để đảm bảo an toàn.
Nhận định tình trạng khu vực nhà lồng (bên dưới bán hàng, bên trên làm kho) bị cháy có nguy cơ sụp đổ, ảnh hưởng đến người dân và các công trình lân cận, Chủ tịch Ủy ban nhân dân thành phố Đồng Nai đã ra quyết định phá dỡ đoạn giữa (đoạn 2) nhà lồng Thương mại Biên Hòa. Phạm vi phá dỡ đoạn giữa công trình nhà lồng dài 38 m, rộng 12,7 m, nằm trong phạm vi tiếp giáp giữa 2 khe lún nối đoạn 1 và đoạn 3. Việc phá dỡ phải hoàn thành trong vòng 10 ngày kể từ khi duyệt phương án.
Trước đó TTXVN đã đưa tin, tối 5/8, tại khu vực Trung tâm thương mại Biên Hòa xảy ra cháy lớn khiến hàng chục ki-ốt kinh doanh của người dân bị thiêu rụi. Sau hơn 3 giờ nỗ lực chữa cháy, hàng trăm cán bộ, chiến sĩ lực lượng Công an, Quân đội, cùng phương tiện chuyên dụng đã dập tắt hoàn toàn vụ cháy. Vụ cháy trên phần diện tích khoảng 900 m2, không gây thiệt hại về người, nhưng nhiều tài sản đã bị thiêu rụi hoàn toàn.
