Theo thông tin ban đầu, khoảng 2 giờ 30 sáng cùng ngày, xe khách nêu trên di chuyển theo hướng từ Dầu Giây đi Biên Hòa, khi đến khu vực ngã ba Sông Thao, xã Hưng Thịnh thì tài xế phát hiện khói và lửa bốc lên ở khu vực đầu xe, nên lập tức dừng phương tiện, tìm cách khống chế nhưng không thành.
Ngọn lửa sau đó lan nhanh, bốc cháy dữ dội, nhiều hành khách trên xe không kịp thoát ra ngoài. Ngoài thương vong về người, ghi nhận ban đầu cho thấy phương tiện bị cháy rụi, chỉ còn trơ khung sắt.
Phát hiện vụ việc, người dân sống gần hiện trường đã đến hỗ trợ dập lửa, trình báo cơ quan chức năng. Nhận tin báo, các lực lượng chức năng có mặt tại hiện trường phối hợp dập lửa, hỗ trợ cấp cứu người bị nạn và phong tỏa hiện trường, phục vụ công tác điều tra.