Un tren de carga SX202-A acoplado a 25 vagones y remolcado por una locomotora E-3221, proveniente desde la ciudad de Osorno con destino a Santiago, chocó por atrás al automotor AEZ-1030 (con una formación total de cinco coches) que viajaba desde Temuco hacia la Estación Alameda en Santiago transportando alrededor de 200 personas.

[1]​ El accidente se produjo a las 05:43 horas (UTC-03:00) frente a la estación de Pelequén (en esos años clausurada), cuando el automotor AEZ-1030 —conocido como «El Rápido de la Frontera»— que había salido desde la estación Temuco a las 20:00 h del sábado 7 de marzo con destino a la Estación Alameda en Santiago, se encontraba detenido con luz roja a la espera del paso de otro tren que venia en dirección contraria.

Cuando en ese momento, el tren de carga SX202-A, que venia por la misma vía siendo remolcado por la locomotora E-3221,[2]​ impactó los dos últimos vagones del Rápido de la Frontera, matando instantáneamente a algunos pasajeros del último vagón que quedó montado arriba de la locomotora, quedando incrustada hasta la mitad del penúltimo (correspondiente al coche salón).

Estos factores no le dieron la oportunidad de frenar la locomotora a tiempo, a pesar de las advertencias —haciendo sonar repetidamente el pito— que le hizo al Rápido de la Frontera y a que este último de tratara de reiniciar la marcha, a pesar del paso del otro convoy que venia en dirección contraria.

[4]​ Los primeros en acudir al rescate fueron los lugareños cercanos a la estación, quienes se percataron del incidente cuando escucharon un sonido similar a una explosión.