Сборный поезд № 3414 проехал станцию Торбино, когда с его машинистом Антоновым А.А. связалась дежурная Сергиенко и выдала предупреждение на остановку на 197 км (платформа Веребье) для посадки ШНС Чудовской дистанции сигнализации и связи Ефимова Е.Ю. и его высадки на 194 км для устранения нарушения нормальной работы светофора № 41 по I-му главному пути перегона Торбино - Мстинский Мост и посадки электромонтера Сидорова С.А. При этом, в нарушение инструкций, Сергиенко не отметила в специальном журнале выдачу предупреждения грузовому поезду. В 2:52 поезд № 3414 высадил на 194 км Ефимова и начал разгоняться.
После того как сборный поезд проследовал станцию Торбино, через 15 минут следом за ним эту же станцию на скорости около 120 км/ч проследовал опаздывающий на 25 минут от расписания пассажирский поезд № 612 "Великие Луки - Санкт-Петербург", ведомый электровозом ЧС2Т−982 под управлением локомотивной бригады, состоящей из машиниста 3-го класса Андрея Огнева и помощника машиниста Михаила Токарева. Дежурная по станции Торбино не предупредила бригаду пассажирского поезда о незапланированной остановке на перегоне сборного грузового. Помимо этого, на всех впереди расположенных светофорах горели зеленые огни, поэтому поезд № 612 нагонял опоздание по этой "зеленой улице". Следуя со скоростью около 115 км/ч он уже проехал сигнализирующие разрешающим показанием проходные светофоры №№ 16, 14, 12 и 10, когда после проезда светофора № 8 на локомотивном светофоре вдруг загорелся белый огонь, а через несколько сотен метров бригада увидела неожиданно появившийся из-за поворота хвост поезда № 3414, который в это время ехал со скоростью 20-25 км/ч. Андрей Огнев применил экстренное торможение, но малое расстояние при высокой скорости привели к тому, что в 2:54 на 194 километре 5 пикет (193,4 километра от Московского вокзала в Санкт-Петербурге) пассажирский поезд на скорости 109 км/ч врезался в хвостовой грузовой вагон груженый лесом. От удара электровоз и 2 пассажирских вагона сошли с рельсов и рухнули с откоса насыпи, а третий вагон, хоть и сошел с рельсов, но едва устоял на насыпи. Также сошли с рельсов и 4 последних грузовых вагона.
В крушении были разбиты электровоз и 5 вагонов, сбита опора контактной сети и разрушено 150 метров пути. Погиб помощник машиниста 40-летний Михаил Токарев и были ранены 15 человек, причем машинист Андрей Огнев и один пассажир получили тяжелые травмы, а 13 пассажиров - лёгкие. Общий перерыв движения на участке составил 9 часов 50 минут, а непосредственно по II-му пути - 21 час 20 минут, что вызвало задержку 18 поездов суммарной продолжительностью 72 часа 42 минуты.

Изначально главный инженер управления Октябрьской железной дороги Николай Саенко в различных телеинтервью, взятых утром после крушения, отрицал неисправность светофоров. Но расшифровка скоростемерной ленты с электровоза ЧС2Т−982 показала, что как минимум 4 светофора до места крушения сигнализировали разрешающим сигналом. Также проходной светофор № 6 горел зеленым, хотя поезд № 3414 находился на перегоне за ним. При осмотре релейного шкафа данного светофора было обнаружено, что на контактах кодовключающего реле КВ и возбуждения приемника ППЗ-9/8 рельсовой цепи были срезаны перемычки, из-за чего возникла ложная свободность рельсовой цепи. Также следы срезанных перемычек были обнаружены в релейных шкафах светофоров № 8 и 10. Выяснилось, что после установки системы и ввода ее в эксплуатацию 3 ноября 1999 года, работники Чудовской дистанции СЦБ ни разу не проверяли ее работу и соответствие технической документации. 28 января 2000 года, то есть всего 2 дня после происшествия, был проведен эксперимент, который подтвердил нарушения в работе системы тональной автоблокировки данного перегона. Существует также версия, что сама эта система имела конструктивные недостатки, которые были обнаружены и устранены лишь после крушения поезда № 612.