Dopiero o zmierzchu, gdy zidentyfikowano wszystkich zmarłych i żaden ranny nie pozostał bez pomocy, rodzina cesarska wsiadła do drugiego pociągu imperatorskiego, który tu dotarł, i odjechał na stację kolejową w Łozowej, gdzie w nocy odprawiono pierwsze nabożeństwo dziękczynne za cudowne ocalenie cara i jego rodziny od śmiertelnego niebezpieczeństwa. Następnie pociąg cesarski odjechał do Charkowa, aby kontynuować podróż do Petersburga.
Śledztwo w sprawie katastrofy mały|Inskrypcja upamiętniająca „cudowne ocalenie” na dziedzińcu kościoła Wniebowzięcia Najświętszej Maryi Panny w Ostrowi Mazowieckiej Przyczyny katastrofy nigdy nie zostały w pełni wyjaśnione. Car szybko nakazał wstrzymanie prac komisji kierowanej przez znanego rosyjskiego prawnika, . Na plan pierwszy wysunięto wyjaśnienia odwołujące się do boskiej opieki nad carską rodziną. Według pierwszej wersji przyczyną katastrofy były czynniki techniczne: zbyt duża szybkość pociągu prowadzonego przez dwie lokomotywy, przekroczenie norm obciążenia oraz zły stan toru. Według wspomnień ministra wojny gen. Władimira Suchomlinowa, oraz prof. Aleksandra Wasiutyńskiego przyczyną katastrofy był zamach — wybuch bomby zegarowej, umieszczonej przez pomocnika kucharza związanego z Narodną Wolą.