Por causas desconocidas se produce una fortísima explosión cuando el convoy está terminando de cruzar el viaducto Martín Gil. La detonación ocurre en la gran pilastra que hay justo al final del arco central y provoca que el vagón que contenía la carga explotada y otros siete vagones caigan al fondo del embalse del Esla. No obstante, la locomotora y los restante catorce vagones de la composición no descarrilan y, una vez que el maquinista reengancha los vagones supervivientes, pueden proseguir su marcha con relativa normalidad hasta la estación más cercana, Andavías.

En el accidente falleció un trabajador de Renfe, el mozo de tren José Vicente Redondo, y varios más resultaron heridos: Pedro Carril Carril (jefe de tren), José Domínguez López (mozo), Julio Alejo Gómez (fogonero) y José Rodríguez Sánchez (agente de servicio eléctrico), todos ellos zamoranos; los heridos fueron asistidos en el sanatorio "San José" de Zamora.