Según todos los indicios, este accidente se ha producido de la siguiente manera:
Los 3 túneles ferroviarios existentes entre Atocha y Chamartín tienen una pendiente continuada ascendente en el sentido hacia Chamartín. Por uno de ellos, el de alta velocidad, subía una doble composición formada por un tren fuera de servicio que iba remolcado por otro.
En un momento dado, y por causas aún ocultas, el enganche entre ambos trenes falló, quedando la composición trasera a la deriva, sin frenos y descolgada de la que ejercía hasta entonces su tracción.
En tal situación, y a consecuencia de la pendiente de subida, la composición de cola fue reduciendo su velocidad hasta detenerse, invertir su movimiento e iniciar el retroceso bajando hacia Atocha. La inicialmente pequeña velocidad se fue incrementando poco a poco hasta alcanzar valores ya elevados.
Llegó así a una curva situada a la altura del Jardín Botánico, entrando en ella a una velocidad muy superior a la admisible para el radio de dicha curva, lo que provocó el vuelco hacia el exterior, el encontronazo con el muro del túnel y el descarrilamiento. En la pared del túnel han quedado huellas evidentes de lo sucedido.
Afortunadamente, el tren no llevaba viajeros y no ha habido daños personales. Pero además, el descarrilamiento ha sido providencial, posiblemente evitó una gran tragedia.
Imaginemos que no se hubiera producido, que el tren hubiese continuado su alocada marcha hacia Atocha, y que hubiese encontrado en su camino o en la propia estación de Atocha otro tren en esa misma vía. La tragedia podría haber sido enorme.