За день до крушения электромеханик СЦБ, устранявший ложную занятость стрелочного участка 4-8СП, установил перемычку "крокодил" на контакты путевого реле, что привело к появлению ложной свободности этого стрелочного участка.
    В 21.15 на 4 путь станции Ельниково был принят грузовой поезд №3062 (ВЛ11-524, 57 вагонов) - под обгон скорым №22. Когда последние два вагона вступили на стрелочный участок, показывавший ложную свободность - дежурный по станции дистанционно перевел стрелку №8 в направлении главного пути, не имея возможности увидеть что она занята хвостовой частью поезда №3062, после чего открыл входной сигнал для безостановочного пропуска скорого поезда. Стрелка с подвижным сердечником перевелась под базой последнего вагона, его передняя тележка пошла на боковой путь, а задняя - прямо. Полувагон оторвало от состава и он лег поперек главного пути.
    На скорости около 90 км/час локомотив поезда №22 (ЧС2-474, машинист Герасимов Н.Д., помошник Сергеев С.А., депо Октябрь) столкнулся с лежащим на пути вагоном. Из-за кривизны пути и плохой видимости препятствие было замечено только за 300 м, тормозной путь при экстренном торможении составил 622 м.
    Обломками и рамой полувагона были повреждены котлы трех цистерн со взрывоопасной изопентановой фракцией, находившихся в хвосте поезда №3062. Произошел мощный взрыв, отбросивший локомотив на 50 метров вперед и в сторону, где он попал в габарит главного пути встречного направления. 8 пассажирских вагонов сошли с рельс, остальные 13 продолжали катиться по II пути - через коридор пламени. Пассажиры в панике пытались выбить толстые стекла, открыть двери. Когда вагоны остановились - выпрыгивали на междупутье, в снег.
    Навстречу, по I главному пути шел пассажирский поезд №237 Москва-Новороссийск (ЧС2-672, машинист Павловец Н.И, помошник Стасюк В.Г., депо Октябрь). Он столкнулся с лежащим электровозом поезда №22, попал в плямя, сгорело несколько вагонов, но обошлось без жертв.