Theo điều tra ban đầu của cơ quan công an, chiếc xe cứu thương do lái xe Hồ Đại Dương (SN 1986, ở Thanh Trì, Hà Nội) điều khiển, trên xe chở ông Cao Văn Nựu (SN 1933, ở Châu Quang, Quỳ Hợp, Nghệ An) là bệnh nhân đã tử vong từ bệnh viện Bạch Mai đi về hướng Hòa Lạc và 3 người khác trong đó có anh Cao Văn Kính (SN 1971, là con trai ông Nựu).
Pha va chạm mạnh khiến phần đầu xe vỡ nát, cửa hậu của xe ô tô bị bật ra, làm văng ông Nựu đang nằm trên cáng xuống vệ đường. Anh Cao Văn Kính cũng chết ngay tại chỗ sau khi bị hất bay xuống khu vực rãnh thoát nước cách điểm xảy ra va chạm khoảng 30 mét. Lái xe và những người còn lại cũng bị thương nặng, hiện đang được điều trị tại bệnh viện.
Tại hiện trường, cùng vết phanh trượt dài hàng chục mét còn có nhiều mảnh vỡ và dụng cụ trên xe ô tô như bình ô xi, bình cứu hỏa, băng gạc, quần áo... Sau cú húc trực diện vào dải phân cách, chiếc xe ô tô đã quay ngang, bánh trước bên phải và bánh sau bên trái xe ô tô đã bị nổ.
Ngay sau khi vụ việc xảy ra, CAH Quốc Oai đã có mặt để bảo vệ hiện trường, phân luồng giao thông và phối hợp với các cơ quan chức năng tổ chức khám nghiệm tử thi, điều tra nguyên nhân vụ tai nạn.
