Przy prędkości 40 km/h, pomiędzy Bellevue i Meudon, jedna z osi pierwszej lokomotywy złamała się, przez co lokomotywa wykoleiła się, rozrzucając wokół zawartość pieca. Kiedy reszta pociągu podążyła za pierwszą lokomotywą, wagony zapaliły się, więżąc pasażerów zamkniętych w przedziałach. Zamykanie wagonów było powszechną praktyką w Europie kontynentalnej tamtych czasów. Ogień był tak intensywny, że nie dało się ustalić liczby ofiar śmiertelnych – szacuje się, że śmierć poniosło 52-200 osób, a setki odniosły poważne obrażenia. Wśród ofiar byli podróżnik Jules Dumont d’Urville oraz jego rodzina. Szczątki podróżnika zostały zidentyfikowane przez dr Dumontiera, lekarza i frenologa, na podstawie odlewów czaszki d’Urville’a. Niektóre grupy religijne twierdziły, że pasażerowie zostali ukarani za podróżowanie w niedzielę. Ku pamięci ofiar została wybudowana kaplica „Notre-Dame-des-Flammes” (polski: kaplica „Matki Boskiej od Płomieni”), która w 1938 roku została wpisana na listę (lista pomników historycznych we Francji), a następnie usunięta z tej listy w 1959 roku i niewiele później zburzona.