Un train régional qui venait de s'arrêter à la gare de Granges-près-Marnand, un petit village situé au nord de Lausanne, a redémarré alors que la signalisation lumineuse était au rouge et lui indiquait donc de rester à l'arrêt, ont déclaré les CFF dans un communiqué, citant les premières conclusions du Service d'enquête suisse sur les accidents (Sesa).
Au même moment, venant dans l'autre sens, un train régional, en provenance de Lausanne, s'apprêtait à entrer en gare de Granges-près-Marnand et avait réduit sa vitesse à 55 kilomètres/heures. Les deux trains se sont trouvés face à face sur la même voie. Lorsque les deux conducteurs ont réalisé l'imminence de la collision, ils ont chacun actionné le frein d'urgence de leur convoi, mais le choc n'a pas pu être évité et les deux trains se sont percutés à environ 200 mètres de la gare de Granges-près-Marnand.
La collision frontale a coûté la vie au conducteur du train qui venait de Lausanne, un Français âgé de 24 ans qui travaillait aux CFF. Vingt-cinq personnes ont en outre été blessées.
Le conducteur du train qui n'avait pas respecté le feu rouge a sauté au dernier moment de sa motrice et il est indemne. Les CFF précisent que les installations de sécurité fonctionnaient normalement.