Tijekom kriminalističkog istraživanja su, radi utvrđivanja uzroka željezničke nesreće, prikupljeni svi raspoloživi podaci, snimke i potrebna dokumentacija te su provedene dokazne radnje, kao i analiza zapisa registrirajućih uređaja putničkog vlaka broj 2506 i teretnog vlaka broj 41200 i analiza rada signalno-sigurnosnog sustava u kolodvoru Okučani i na pruzi Okučani–Novska, o čemu je sastavljeno Tehničko izvješće o nesreći od 9. rujna 2022. koje je sastavilo društvo ALSTOM iz Rima. Ujedno, analizirana su izvješća Zajedničkog Istražnog povjerenstva od 28. studenog 2022. i Konačno izvješće Agencije za istraživanje nesreća u zračnom, pomorskom i željezničkom prometu od 11. travnja 2023. te je Fakultet prometnih znanosti Sveučilišta u Zagrebu proveo vještačenje o čemu je sastavljeno Izvješće o provedenom vještačenju od 29. ožujka 2023., dopunjeno 17. travnja 2023.

Na temelju svih prikupljenih podataka i dokaza, kao i na temelju rezultata provedenog neovisnog vještačenja po vještaku za željeznički promet, utvrđeno je da je strojovođa putničkog vlaka krećući se prugom od Okučana prema Novskoj, nakon izlaska iz kolodvora Okučani, prošao pored tri prostorna signala, pri čemu je pored prvog prostornog signala prošao na upaljeni zeleni signalni znak "Slobodno", dok je nesporno utvrđeno da je pored sljedeća dva prostorna signala prošao bez zaustavljanja na upaljeni crveni signalni znak "Stoj", a automatsko zaustavljanje vlaka djelovanjem "autostop" uređaja (koji se aktivira kod prolaska vlaka na crveni signalni znak) izbjegao je namjernim ručnim aktiviranjem prekidača "vožnja po nalogu". Takvo njegovo postupanje bilo je u uzročnoj vezi s nastalim posljedicama.

Utvrđeno je da je strojovođa putničkog vlaka, postupajući na opisani način, prekršio članak 132. stavak 2. i članak 134. stavak 1. Pravilnika o načinu i uvjetima za sigurno odvijanje i upravljanje željezničkim prometom (Narodne novine broj 107/2016. – dalje: Pravilnik) te je prekršio Pisani nalog SE-3/50 kojima je bila određena obveza vožnje prema signalnim znacima prostornih signala, čime je kao sudionik u željezničkom prometu kršenjem propisa o sigurnosti prometa tako ugrozio promet da je izazvao opasnost za život i tijelo ljudi i imovinu velikih razmjera, pri čemu je prouzročena smrt više osoba. Opisanim postupanjem ostvario je zakonska obilježja kaznenog djela ugrožavanja posebnih vrsta prometa iz članka 225. stavak 4. i 1. Kaznenog zakona.

Tijekom izvida analizirani su svi prikupljeni podaci i dokazi radi ocjene jesu li strojovođa teretnog vlaka broj 41200, prometnik vlakova kolodvora Okučani i centralni prometnik vlakova kolodvora Novska prekršili odredbe propisa i internih akata kojima su propisani radni postupci.
                
U odnosu na pogovor u javnosti da je strojovođa teretnog vlaka broj 41200, zaustavio vlak na navedenom mjestu u Rajiću radi nedopuštenog prihvata odnosno silaska migranata s vlaka, ti navodi su provjereni i u cijelosti otklonjeni kao netočni. 

Analizom rezultata provedenog istraživanja utvrđeno je da strojovođa teretnog vlaka nije prekršio članak 139. stavak 1. i 2. Pravilnika o načinu i uvjetima za sigurno odvijanje i upravljanje željezničkim prometom, budući da je tijekom vožnje teretnog vlaka došlo do smetnji (potvrđene su zapisom registrirajućeg uređaja predmetnog vlaka), te je strojovođa slijedio sigurnosnu proceduru koja uključuje zaustavljanje vlaka radi utvrđivanja razloga smetnji koje bi mogle ugroziti daljnju vožnju vlaka i obavljao nužne provjere, a od zaustavljanja vlaka nije protekao rok (15 minuta od zaustavljanja) nakon kojeg je bio u obvezi  posebno obavijestiti prometnike vlakova o kvaru ili drugom razlogu zaustavljanja vlaka, pri čemu je zaustavljanje vlaka uredno registrirala automatska signalizacija APB sustava, a nesporno su dva prostorna signala za nadolazeći putnički vlak pokazala crveni signal "Stoj" koje je vlakovođa nadolazećeg putničkog vlaka bio dužan poštovati i zaustaviti vlak. 

Ujedno, na temelju analize rezultata provedenog istraživanja proizlazi da prometnici vlakova u kolodvoru Okučani i kolodvoru Novska svojim postupanjem nisu prekršili odredbe  Pravilnika, odredbe Poslovnog reda kolodvora niti drugih propisa i internih akata. Promet na pruzi Okučani–Novska reguliran je sustavom automatskih pružnih blokova pa u situaciji kada on ispravno radi, promet se regulira svjetlosnim oznakama na prostornim signalima, a u slučaju resetiranja sustava kao i registriranja okolnosti koje mogu ugroziti sigurnost prometa, automatski se na prostornim signalima pale crvene signalne oznake „Stoj“, kojih su se strojovođe dužni pridržavati. 

Slijedom svega utvrđenog, proizlazi da postupanje strojovođe teretnog vlaka broj 41200 i prometnika vlakova u kolodvoru Okučani i kolodvoru Novska nije predstavljalo kršenje odredbi Pravilnika, niti drugih relevantnih propisa i internih akata te nije bilo u uzročnoj vezi s nastalim posljedicama, radi čega se u njihovom postupanju ne stječu zakonska obilježja kaznenog djela koje se progoni po službenoj dužnosti.

Obiteljima smrtno stradalih žrtava dostavljena je pisana obavijest o utvrđenim uzrocima željezničke nesreće i uputom o njihovim pravima.