사고는 1차로를 달리던 승용차가 중앙분리대를 들이받고 4차로로 튕겨나가 때마침 4차로를 지나던 탱크로리를 들이받았고 탱크로리가 승용차와 충돌한 뒤 방음벽을 잇달아 들이받아 발생한 것으로 파악되고 있다.
이어서 탱크로리에 있던 3만2천ℓ의 경유가 흘러내려 불길이 도로를 뒤덮었다.

불이 나자 소방차 100여대가 출동해 진화에 나섰지만 기름 양이 많은 데다 타는 과정에 짙은 연기가 발생해 접근에 어려움을 겪었다. 불은 1시간 30여분만인 오후 1시 10분께 꺼졌다.
이로 인해 경부고속도로 양방향이 통제돼 2시간여 동안 사고 현장 일대가 큰 혼잡을 빚었다.
경찰은 목격자와 두 차량 운전자를 상대로 사고 경위를 조사하고 있다.