Este accidente se convirtió en el más mortífero del Metro en casi cincuenta años.

Las investigaciones preliminares encontraron que estaba relacionado con deficiencias en la construcción del puente y la falta de soportes funcionales y soldaduras de mala calidad que provocaron fatiga en la viga colapsada.

[12]​ Los trenes habían pasado al momento del accidente unas 720 000 veces por cada vía.

[13]​ Es la única línea de dicho sistema que se ha cerrado por fallas graves.

[13]​[16]​ El dictamen final de dicha comisión, concluido por la empresa francesa Systra, determinó que las causas incluyeron errores «de planeación, diseño, construcción y operación» de la línea, así como «incompatibilidad entre trenes y vías, pero también deficiencias en el mantenimiento y una mala gestión del problema en su conjunto».

Asimismo se reportaron daños en la columna 69 entre Nopalera y Olivos; así como deformaciones en tres trabes metálicas en el tramo Zapotitlan a Nopalera, registrándose desplazamiento de las mismas y fractura de sus cabezales.

[23]​ Tras las obras, el entonces director del STC, Jorge Gaviño, aseguró que cada elemento estructural de la línea había sido revisado adicionalmente «con rayos X» y «ultrasonido».

A unos 130 metros de la estación Olivos, una falla provocada por el peso del tren en la viga izquierda (en dirección a Tláhuac) arrastró a la viga derecha (en dirección a Mixcoac)[30]​ que sostiene las vías provocando el colapsó de la estructura entre las columnas 11 y 12[26]​ en 1.9 segundos,[30]​ provocando la precipitación hacia el suelo desde una altura de 12 metros de los dos últimos vagones de la formación, el resto siguió hacia la estación (en la grabación de una cámara situada frente al sitio se aprecia que al pasar el quinto vagón se colapsa la trabe, pero éste alcanza a pasar).

[38]​ El tránsito de la avenida Tláhuac permanecía cerrado en las inmediaciones del accidente.

[42]​ Al lugar acudieron la jefa de gobierno Claudia Sheinbaum y la fiscal Ernestina Godoy.

[34]​ Durante su conferencia matutina, el presidente de México Andrés Manuel López Obrador manifestó sus condolencias con las víctimas, y deseó pronta recuperación a las personas heridas.

En esa oportunidad, la jefa de gobierno Sheinbaum reiteró su compromiso por llegar a la verdad y anunció que una empresa especializada realizará un peritaje independiente.

[46]​ Personal de dicha empresa inició ese día las labores del peritaje independiente recabando pruebas.

[48]​ Por la tarde, personas se congregaron en las inmediaciones de la estación Periférico Oriente y marcharon hacia la estación Olivos, sitio donde elementos de la policía capitalina les cerraron el paso.

Asimismo, solicitaron la renuncia de la directora del sistema desde 2018, Florencia Serranía Soto.

[50]​ Medios de comunicación atestiguaron que debido a las aglomeraciones provocadas por la falta del metro, a las personas usuarias del servicio emergente les era difícil guardar distanciamiento físico indicado por la pandemia de COVID-19.

[9]​ Se registraron protestas adicionales en estaciones como Pantitlán, Oceanía y Bellas Artes, en donde además de realizar pintas con las leyendas «No fue accidente, fue el Estado», las personas manifestantes realizaron evasión masiva por lapsos de tiempo.

Las brigadas oficiales inspeccionaron otras estructuras elevadas del sistema como los de las líneas 4, 9, y B.

[54]​ A diferencia del día anterior, las autoridades hicieron un circuito tomando el estacionamiento de un supermercado para que los autobuses rodearan el sitio del siniestro y pudieran dar un servicio continuo entre Mixcoac y Tláhuac.

Al existir este fallo y tras años de operación, las soldaduras habrían cedido al peso de la estructura y los pernos se desprendieron del acero, provocando el desplome.

Entre ellas, negó la versión del proceso acelerado ya que las decisiones concernientes al diseño y trazo de la línea estuvieron a cargo de órganos colegiados en el que aseguró él no tenía injerencia, el Comité Central de Obras del Gobierno del Distrito Federal y el Subcomité Técnico del Proyecto Integral; asimismo, negó tener aspiraciones a la presidencia de México al manifestar desde noviembre de 2011 su respaldo a Andrés Manuel López Obrador en las elecciones federales del año siguiente.

Ebrard manifestó, entre otros aspectos, que la elección de CICSA se realizó mediante una licitación internacional abierta.

[61]​[62]​ Un día después el presidente López Obrador dijo en su conferencia matutina que el reportaje de NYT se hizo con base en filtraciones internas provenientes del gobierno y que, entre los objetivos del reportaje, estaba el «echar a pelear» a Claudia Sheinbaum y a Marcelo Ebrard.

En su lugar fue designado Guillermo Calderón Aguilera, quien se desempeñaba hasta ese momento como director del Servicio de Transportes Eléctricos, organismo que gestiona los trolebuses y el Tren Ligero de la capital.

[73]​ El 20 de octubre se anunció que se realizaría un acuerdo reparatorio entre la empresa CICSA y el Gobierno de la Ciudad de México que implica la reconstrucción del tramo a su cargo completamente a su costo, así como la indemnización a las víctimas que así lo soliciten.

Dicha investigación, según la fiscal Ernestina Godoy, se realizaría por la búsqueda de verdad y justicia, por la no repetición del hecho pero también privilegiando la búsqueda de acuerdos para la reparación integral del daño a las víctimas.

Las labores de investigación implicaron mil 400 acciones entre ellas «488 entrevistas con víctimas, directas e indirectas (...) 294 dictámenes en criminalística, fotografía, video, arquitectura, ingeniería civil, ingeniería mecánica, seguridad industrial, topografía, seguridad estructural, ingeniería civil en puentes y geotecnia, principalmente y (...) 484 colaboraciones a distintas dependencias».

[83]​ Igualmente anunció que su despacho denunciaría al ex jefe de gobierno Miguel Ángel Mancera y los ex directores del Metro Jorge Gaviño y Jorge Jiménez Almaraz con el fin de que sea también investigados y responsabilizados al igual que sus clientes.

Secundariamente existieron «deficiencias mecánicas» en las vigas así como en el marco transversal de la estructura compuesta que según DNV no cumplían con el estándar establecido por la American Association of State Highway and Transportation Officials (AASHTO).

Otros factores como la humedad en las estructuras o posibles daños tras algunos terremotos, no contribuyeron al accidente.