事故發生於當地時間上午八時五十四分，涉事列車分別為西班牙國營鐵路公司Renfe營運的ＡＶＥ高鐵，以及民營業者Iryo營運的高速列車。當時Iryo列車由馬德里南下開往塞維亞，後方同方向行駛的Renfe列車疑未能及時煞車，從後方撞上，造成部分車廂出軌。
西班牙媒體報導，事故列車上的乘客描述，撞擊力道極其猛烈，餐車內的人被拋飛，有人四肢骨折，乘客更相互堆疊在一起。部分乘客從車窗爬出，倒臥在附近的田地裡。聽見撞擊聲的當地工人趕到現場，拿著急救箱協助傷者，也最先看見罹難者遺體。
乘客米格爾與數名同事同行，坐在其中一班列車後方車廂，說：「我們聽到一聲巨大的轟隆聲，接著是非常猛烈的撞擊聲，持續了十秒鐘，感覺列車好像就要出軌了。我們看到一列嚴重損毀的列車，我想那應該就是另一班列車。」
西班牙運輸部長普恩特表示，初步調查顯示，事故涉及號誌系統故障及後續列車放行決策。他已檢視事故重建資料，以及涉事列車與調度中心之間的通訊錄音。
普恩特指出，當日上午八時三十分左右，連續式列車控制系統疑因通訊問題故障，導致超過六十公里路段失去系統涵蓋，該路段六列列車因此自動停車。然而，鐵路基礎設施管理公司的控制中心約於八時三十六分下達人工指令，解除警示並讓列車恢復行駛。隨後，後方ＡＶＥ列車行駛約廿五公里，撞上仍停駛中的Iryo列車。
普恩特質疑，當時不應下達恢復行駛的命令。他表示，即使號誌系統故障，列車重新啟動仍須遵守嚴格程序，包括採取「目視行車」方式，以每小時最高四十公里的速度緩慢前進，而非以正常速度行駛。
事故發生後，西班牙已暫停馬德里與南部安達魯西亞地區之間的列車服務。總理桑傑士向罹難者、傷者及家屬致上慰問與支持。
西班牙預定十一月底舉行提前大選，這起重大鐵路事故可能成為選戰議題。當前選戰氣氛已相當緊張，反對陣營持續質疑總理桑傑士領導的左派政府施政能力。事故發生後，各黨已暫停原訂競選活動。