Lundi 22 juillet 2013, le rapport d’enquête immédiate commandé dès le soir même du drame par Guillaume Pepy lui est remis. Cette enquête s’est déroulée sur une période de 9 jours et a mobilisé 6 experts de différents métiers SNCF sous l’autorité du directeur des Audits de sécurité.

Le 24 juillet, lors de l’une de ses conférences de presse régulières depuis l’accident, Guillaume Pepy précise que rien dans ce rapport ne contredit les éléments techniques sur les origines immédiates du déraillement telles qu’elles ont été identifiées dans les heures qui ont suivi l’accident. A ce stade de l’enquête, aucun élément n’accrédite une quelconque défaillance humaine. Aucun indice ne permet de privilégier l’hypothèse d’une malveillance mais rien ne l’écarte non plus. Concernant le boulonnage de l’éclisse, les pièces de l’aiguillage ont été ramassées, rassemblées par les enquêteurs et mises sous scellés.