Nguyên nhân được xác định do xe ô tô khách biển kiểm soát 37N- 7136 do Hà Thanh Hải (32 tuổi, trú tại xã Nghĩa Thái- huyện Tân Kỳ- tỉnh Nghệ An) điều khiển chạy hướng Nam- Bắc, khi đến Km 621+20 Quốc lộ 1A ngay tại ngã tư- xã Quảng Thọ- huyện Quảng Trạch đã tông vào xe mô tô 73K8- 5398 do Nguyễn Văn Hùng điều khiển.

Vụ tai nạn đã làm em Nguyễn Thị Sao Mai chết tại chỗ, em Nguyễn Văn Hùng chết trên đường đi cấp cứu.