Nguyên nhân ban đầu là do chiếc xe chở khách của Công ty Phương Trang chạy tuyến Bà Rịa - Vũng Tàu về Bến xe miền Tây (TP.HCM) đang lên cầu Long Thành thì bị tuột dốc, khiến 3 chiếc xe phía sau gồm một xe container, 1 xe tải và một xe 7 chỗ đang chạy phía sau đâm vào xe khách.
Ngay sau đó, các nạn nhân được chuyển đến Bệnh viện Long Thành (Đồng Nai) cấp cứu, trong đó người nặng nhất bị gãy xương đùi.
Lực lượng cảnh sát giao thông trên đường cao tốc đã đưa các xe về điều tra nguyên nhân tai nạn.