因為當時的鐵路技術並不成熟，所以對於火車穿越的地點和時間都有嚴格的規定。按照計劃，這輛公交車和貨車本應在軍糧城站下車。公交車如期在5: 30到達軍糧城站，貨車卻沒有出現。原來，原來貨車司機壹時興起，在要離開時，拿著獵槍打鳥，不小心傷了手，被送往醫院救治。替補司機馬上出發，但還是造成了延誤。偏偏路上的電報因為種種原因沒有發到軍糧城站。等了三個小時後，公共汽車司機失去了耐心。他心煩意亂，喝了很多酒，然後擅自開火車去塘沽。這時，晚點的卡車也出現在鐵路上。貨車司機發現異常及時停車，客車司機卻因為喝酒失去了判斷力。雖然公交車上的鍋爐工發現了對面的貨車，並提醒司機停車，但公交車司機依然避讓，最終釀成悲劇。
雖然火車的速度不高，但是由於公交車司機沒有及時剎車，跳車逃生，火車的所有車廂都出軌了。翻車後車門被堵住，乘客試圖跳窗逃生。但由於撞擊，鍋爐爆炸，乘客打翻了煤油燈。車廂裏的座位大多是木頭做的，火勢蔓延很快，擋住了乘客的去路。幸運的乘客能夠跳出汽車並幸存下來，但數十人被埋在熊熊大火中。這種各種操作不當造成的“人禍”也給人們敲響了警鐘。
火車相撞事件立即被西方媒體報道，但清朝人民很少聽說此事。清政府為什麽要刻意隱瞞？原來李鴻章主張修建鐵路，引進火車。事故消息壹出，他的說法必然遭到反駁，所以他壓制了相關報道。