当地时间11月2日，西班牙综合数据中心发布的消息显示，托莱多和雷亚尔城法医科学研究所当天已经确认高铁事故中全部69名死者的身份，其中男性40人，女性29人，均为成年人。
遇难者中54人为西班牙公民，15人为外国公民，包括4名美国人、2名澳大利亚人和2名日本人，其余7人分别来自阿根廷、加拿大、捷克、法国、墨西哥、葡萄牙和突尼斯。所有遇难者的身份确认信息均已通知家属，外国遇难者的身份信息均已通知其领事馆，其中55名遇难者遗体已移交家属。
西班牙高铁普及程度处于全球第一梯队，连通巴塞罗那、瓦伦西亚、马拉加、萨拉戈萨等几乎所有主要城市，已经成为国内跨城出行的主流选择。另一方面，西班牙是全球最热门的国际旅游目的地之一，外国游客规模远超本土游客。
10月28日上午，西班牙首都马德里与安达卢西亚之间的高速铁路因两列列车相撞而暂停运营。两列列车分别载有147名乘客和397名乘客。现场图片显示，有两节车厢脱轨且从中间断开。中国驻西班牙大使馆的消息称，有4名中国公民在后一列列车上，其中3人受了轻伤。
次日，西班牙铁路、海事和民用航空事故和事件技术调查独立行政机构在其网站上公布了事故第一份报告，该报告估计追尾的西班牙国家铁路公司旗下列车和停止的伊尔约公司列车相撞时，时速在160至200公里之间。
国家铁路公司旗下列车的8号车厢嵌入了伊尔约公司列车的1号车厢中，导致两节车厢翻覆，车头朝下沉入路堤底部，这两节车厢在事故中受损最为严重。此外，西班牙国家铁路公司旗下列车的3号车厢，即按行驶方向的倒数第三节车厢被碰撞变形的轨道碎片刺穿。伊尔约公司列车除前两节车厢（7号和8号）外，其余车厢全部脱轨，尾部三节车厢均坠入路堤。
铁路信号系统故障导致情况恶化始于当天上午8时31分。在这种情况下，列车开始在没有信号系统的干预下运行。为了应对这种情况，控制中心和列车司机不得不通过电话交流。而如果没有必要的缓解屏障启动，这一系列故障、指令和行动最终必将导致碰撞事故。
接下来调查机构将调查所有因素，包括环境因素和程序因素，现在断定本次事故的确切原因还为时尚早。
同一天，首相桑切斯在出席综合应急协调中心会议后公开表态，政府将采取坚决行动全面强化铁路网络的安全防护措施，全力杜绝此类悲剧再度上演。
桑切斯强调，在短时间内接连发生重大铁路安全事故是绝对不能容忍的。他指出，随着事故原因的深入排查与司法调查的推进，官方不仅将彻查每一个环节的责任，更将从系统维护、信号监控以及调度规程等多个维度入手，对全国高速铁路网的安全合规标准进行紧急升级与严格加固。
事发路段配备的是欧洲标准LZB连续式自动列车控制系统。这个系统原本可实时监控轨道占用状态，一旦发现前方区段有滞留列车，应自动向后方列车下发紧急制动指令，完全避免追尾碰撞。该路段今年以来已累计出现至少20起信号系统相关故障，其中多起都涉及安全防护系统的局部异常。
根据已曝光的调度通话录音，事发前，位于马德里阿托查的24小时调度控制中心操作员，向距离伊尔约公司列车约25公里的西班牙国家铁路公司列车下达了明确指令：“断开连接，重新连接，恢复正常速度行驶”。据悉，该指令直接违反了相关安全规程。规程要求，在系统故障区段，列车应以目视方式或限制40公里/小时的速度行驶。此外，调度员在未确认前方列车已安全驶离区间的情况下，便允许后方列车全速推进。
涉事两列高铁分属西班牙国铁和意大利背景的私营运营商伊尔约。公众由此质疑，市场化开放后不同运营主体的安全标准出现了参差不齐的问题。
正如桑切斯所提到的，这是今年该国高铁第二起重大致命事故。1月18日，科尔多瓦省发生相向行驶高铁相撞事故，造成45人死亡。一列列车因轨道断裂突然脱轨，侵入对向相邻轨道，与另一列车发生剧烈侧向碰撞。
另有分析指出，两起事故与长期结构性的资金投入错配、维护资金被挪用存在关联。政府长期将资金优先投向新线路扩张，基础设施维护投入占比远低于其他欧洲高铁大国，但线路老化磨损等问题长期得不到解决。