L'accident s'est produit à la sortie de Morteau entre deux véhicules dans un choc frontal violent : une des voitures a terminé sa course à proximité des voies chemin de fer de la ligne entre Morteau et Le Locle. Le trafic des TER a dû être interrompu durant deux heures et la circulation sur la RD 461 a été fortement perturbée.
À l'arrivée des pompiers sur place, une victime était en arrêt cardio-respiratoire. La femme de 36 ans, une ressortissante suisse, a été déclarée décédée par un médecin du Smur sur les lieux de l'accident.
Un Suisse de 43 ans a dû être désincarcéré et a été médicalisé sur place dans un état grave. Il a été héliporté par la Réga vers un centre hospitalier Suisse
Trois autres personnes, également vivant en Suisse, une femme de 67 ans, une femme de 43 ans et une jeune femme de 20 ans, ont été légèrement blessées et transportées vers l'hôpital de Pontarlier.