Trước đó, vào khoảng 10h40 ngày 21/2, chiếc xe ô tô tải gắn cẩu tự hành lưu thông từ Đại lộ Thăng Long đến địa điểm trên thì bất ngờ quay đầu rẽ trái theo hướng Hòa Lạc - Hà Nội.
Đáng chú ý, đây là nơi mà các phương tiện không được phép quay đầu. Cùng lúc, xe ô tô khách 29 chỗ, trên xe có một số hành khách, lưu thông cùng chiều phía sau do bất ngờ nên đã tông trúng vào xe tải đang rẽ trái.
Tiếp đó, một xe đầu kéo container kéo theo rơ mooc lưu thông phía sau đã tông ngang vào xe khách. Theo điều tra, nguyên nhân ban đầu của vụ tai nạn được xác định, tại đoạn có vạch sơn liền không cho phép rẽ nhưng chiếc xe tải cẩu đã rẽ trái, khiến 1 xe máy và xe khách cùng chiều đâm phải. Ngay sau đó, chiếc xe đầu kéo đi sau lao tới đâm tiếp vào các xe khiến 2 người tư vong