Когда электромеханик Фирсов прибыл на участок 4-8 СП (стрелочного перевода), то в потемках он, с его слов, не смог найти причину неисправности. Есть однако вероятность, что на допросах Фирсов лукавил, так как он уже ранее ремонтировал стрелочный перевод № 8, когда оборвался один из электрических медных соединителей в переходной кривой. Выполняя ремонт в тот раз, Фирсов не стал восстанавливать соединитель, что довольно утомительно, а просто прикрутил оторвавшийся соединитель к штепсельному болту посредством обычной скрутки. В этот раз из-за такого ненадежного ремонта произошла потеря контакта между соединителем и штепсельным болтом, что и стало одной из причин сбоя в работе сигнализации занятости пути. Другой причиной стало то, что оборвался уже другой трехметровый (3,3 метра) соединитель. Фирсов мог знать, что во втором случае причина неисправности такая же, как и ранее, но не стал заморачиваться в определении фактической причины и тем более устранять ее. Кроме того он знал, что на этой станции боковой 4-й путь используется редко, поэтому просто взял электрическую перемычку и замкнул контакты 21 и 22 на дополнительном путевом реле участка между стрелками № 4 и 8. Сигнализация участка стала работать нормально, но электромеханик не стал сообщать дежурному по станции о том, как он устранил проблему путем грубого нарушения инструкций, так как это как минимум грозило депремированием. Между тем такое действие привело к тому, что теперь не работала сигнализация занятости бокового ответвления на стрелочном переводе № 8, отключив этот небольшой участок пути из электрической сигнализации станции.

Крушение

После "устранения" неисправности станция нормально проработала до 9 вечера, пока в 21:15 на нее не прибыл грузовой поезд №3062, состоящий из 57 вагонов, ведомых электровозом ВЛ11. За ним следовал пассажирский поезд №22 "Кисловодск - Ленинград" из 21 вагона, в котором было более 500 пассажиров, ведомый пассажирским электровозом ЧС2-474. Так как пассажирский поезд из-за грузового выбивался из расписания, то дежурный по станции Ельниково, обязанности которого выполнял уже Трифонов, принял решение выполнить обгон пассажирским поездом грузового, для чего последний направил на боковой путь. Когда по данным сигнализации на пульте грузовой поезд полностью оказался на боковом пути, дежурный Трифонов сразу перевел стрелочный перевод №8 с "минусового" положения (на ответвление) на "плюсовое" (прямо), после чего открыл входной светофор пассажирскому поезду на проследование станции по 2-му главному пути.
Переводя стрелку, дежурный не убедился, что она действительно свободна, тогда как находящийся в хвосте грузового поезда полувагон еще следовал по боковому отклонению. Ситуацию усугубило то обстоятельство, что данный стрелочный перевод был оборудован и подвижным сердечником крестовины, поэтому часть колесных пар сошла с пути и направилась в прямом направлении. Вагон отцепило от состава и развернуло поперек пути. Через несколько минут в 21:20 зеленый сигнал входного светофора на станцию на высокой скорости въехал пассажирский поезд №22.
В условиях ночи и так как перед станцией была кривая, локомотивная бригада заметила опасность и применила экстренное торможение лишь за 300 метров до препятствия, тогда как расчетный тормозной путь в данной ситуации составил бы 622 метра. На скорости 90 км/ч электровоз ЧС2 протаранил грузовой вагон, из-за чего тот отлетел в сторону и врезался в три других грузовых вагона - цистерны с изопентаном, повредив их. Взрывоопасный груз загорелся и сдетонировал, после чего ударная волна врезавшись в пассажирский локомотив весом 120 тонн оторвала его от состава и отбросила на 1-й главный путь, а крыша и вовсе была обнаружена в полусотне метров на 3-м боковом пути. Также сбросило с пути 8 первых пассажирских вагонов, тогда как остальные 13 продолжая двигаться по инерции въехали в пламя пожара от горящих грузовых вагонов. В панике пассажиры стали выбивать стекла и пытались открыть двери, а когда вагоны остановились, то начали прыгать в снег.
Через несколько минут (по некоторым данным - около 21:36) на станцию с другой стороны по 1-му главному пути на высокой скорости въехал пассажирский поезд №237 "Москва - Новороссийск", в котором ехали более 200 человек и ведомый пассажирским электровозом ЧС2-672. Его локомотивная бригада также не успела своевременно применить экстренное торможение, поэтому на скорости 42 км/ч ЧС2-672 врезался в ЧС2-474, а затем пламя пожара перекинулось и на этот пассажирский поезд, в результате чего загорелись 7 пассажирских вагонов.

В результате крушения и пожара были разбиты до степени исключения из инвентаря 5 грузовых и 17 пассажирских вагонов (3 пассажирских вагона сгорели дотла), оба пассажирских электровоза, разрушены 600 метров пути (в том числе стрелочный перевод) и 600 метров контактной сети (в том числе 12 опор), а пожаром повредило лесополосу вдоль путей и даже здание вокзала станции. Общий ущерб по разным оценкам составил от 1.5 до 2.3 миллионов советских рублей, движение на направлении Москва - Крым было парализовано на 35 часов, а общий перерыв в движении составил более двух суток.

На поезде №22 на месте погибли машинист Герасимов и 7 пассажиров, еще 53 человека были госпитализированы. Позже в больнице от полученных травм умерли еще 3 человека, в том числе помощник машиниста Сергеев. Локомотивная бригада поезда №237 успела покинуть электровоз и выжила, потерь среди пассажиров этого поезда также удалось избежать. Всего официально в катастрофе погибли 11 человек - локомотивная бригада и 9 пассажиров поезда №22.

Электромеханик Фирсов, который стал основным виновником катастрофы, был приговорен к суровому наказанию.