Из-за большого числа поездов на участке данный грузовой поезд ехал относительно медленно. За ним следом ехал международный курьерский поезд №6. Курьерский поезд ехал от станции Негорелое, что на границе с Польшей, через Минск, Москву и Омск до станции Маньчжурия, что находилась уже в Китае, а среди его пассажиров было несколько дипломатов, которые направлялись из Европы в Китай и Японию. Его пассажирские вагоны были фирменными, с четырех- и двухместными купе. От Барабинска пассажирский поезд вел паровоз ИС20-612 под управлением опытного машиниста Николая Зиновьева из локомотивного депо Новосибирск. Для пропуска курьерского состава на станции Чик грузовой поезд был поставлен на боковой путь, а после прохождения поезда №6 отправлен за ним следом.
К тому времени со станции Инская на станцию Кривощеково (ныне Новосибирск-Западный) уже был отправлен вывозной поезд (поезд осуществляющий перевозку грузов между предприятием и ж/д станцией). Он следовал до станции Обь (27.5 км от Инской и 14 км от Новосибирска), на которой локомотив перицепляли с головы в хвост, а затем состав двигался в обратную сторону, но уже на станцию Кривощеково. Но перицепка локомотива на сей раз задержалась, поэтому дежурный по станции был вынужден перекрыть входной светофор для осуществления маневров с вывозным поездом. По этой причине курьерский поезд остановился у входного светофора с запрещающим показанием. Тем временем ведомый машинистом Скулкиным состав, отправившись следом за курьерским, уже преодолел идущий после станции Чик небольшой подъем и выехал на спуск, ведущий к станции Обь. По местному времени было 3 часа ночи, а локомотивная бригада грузового поезда работала непрерывно уже 18 часов. Когда состав выехал на спуск, то его ход уже поддерживался за счет силы тяжести, поэтому уставшая бригада попросту утратила бдительность и уснула. Через несколько минут фактически никем не управляемый грузовой поезд на скорости около 50 км/ч врезался в хвост курьерского. Вагоны с деревянной обшивкой и легким стальным каркасом ломались под тяжелым паровозом, а часть выбросило на соседний 1-й путь, где в них врезался встречный поезд. Огонь из работающих из-за мороза печек перекинулся на доски обшивки, что вызвало пожар. Ехавший следом другой порожний состав успел остановиться перед красным сигналом.
В курьерском поезде были разрушены практически все пассажирские вагоны, уцелели только паровоз и идущий за ним багажный вагон. Выжившие же замерзали на морозе (температура тогда составляла около −40°С). Первыми на помощь прибыли курсанты из находившегося неподалеку летного училища. На ликвидацию последствий крушения были брошены пожарный и санитарный поезда, а также восста­но­ви­тель­ные из Новосибирска, Инской и Чулымской. Также в помощь были отправлены люди из ближайших станций и управления дороги. Сильно осложнялось тушение пожара, так как из-за сильного мороза вода замерзала в рукавах. Раненых помещали в расположенную неподалеку военную казарму, а часть на машинах увозили в городские больницы.
Всего в крушении погибло 110 человек, ранено 133.

Крушение фактически парализовало движение на Транссибирской магистрали. При расследовании катастрофы международного курьерского поезда №6 было арестовано 45 человек, в том числе: локомотивная бригада Скулкина, стрелочники, поездной диспетчер, дежурный по станции Обь, начальник локомотивного отдела Инского отделения Томской железной дороги, дежурный по Новосибирскому отделению. Позднее в Новосибирске прошло оперативное совещание по разбору обстоятельств катастрофы. В итоге под суд попали 20 человек, причем машинисту Скулкину и помощнику Егорову за сон на работе грозила смертная казнь. Для разбора ситуации из Москвы была направлена комиссия, которую по личному указанию Сталина возглавил Николай Синегубов - вице-генерал-директор путей сообщения 2-го ранга и заместитель министра, в будущем Главный ревизор по безопасности движения. Еще одна комиссия с целью выяснения задержек в движении была направлена на станцию Чулымская, которая тогда была пограничной между двумя дорогами - Омской и Томской. Там же в Чулымской Синегубов провел первое совещание с командным составом обеих дорог, после чего выехал в Новосибирск. В городе заместитель министра прежде всего посетил дом машиниста Скулкина, где увидел ужасную нищету: в доме было холодно до такой степени, что замерзла вода в питьевой бочке, жена машиниста лежала с туберкулезом, а у едва теплой печки двое детей 4 и 6 лет рылись в золе. Выйдя из дома, Синегубов сразу же распорядился освободить всю локомотивную бригаду.

8 сентября 1930 года в 3:30 поезд №64 прибыл на платформу Перерва Московско-Курской железной дороги близ подмосковной деревни Марьино (ныне район Москвы), где по расписанию была положена остановка продолжительностью 1 минуту. Но при отправлении головной паровоз из-за неисправного парораспределения настолько сильно дернулся, что закрепленный на его тендере крюк винтовой сцепки попросту не выдержал и лопнул. Понимая, что вновь прицепить паровоз к составу уже не выйдет, Макаров спросил у машиниста вспомогательного паровоза, сможет ли тот самостоятельно вести поезд, ведь так как второй паровоз был вцеплен тендером вперед, то это затрудняло наблюдение за сигналами. Но Григорьев ответил утвердительно, поэтому уже одиночный С326 уехал в сторону Москвы. Далее Григорьев и Главный кондуктор Савельев отправились на платформу Перерва, где по телефону передали информацию о ситуации с поездом. Однако передали они ее дежурному (ДСП) впереди расположенной (со стороны Москвы) станции Люблино-Дачное, и не предупредив позади расположенный южный блокпост станции Люблино-Сортировочное, на чьей территории находится платформа Перерва. Тем временем, машинист дефектного паровоза С326 при проезде северной горловины станции нажал на специальную рельсовую педаль, о чем дежурного по южному блокпосту станции Люблино-Сортировочное Яковлева оповестил специальный сигнал. Не подозревая о разрыве поезда, Яковлев предположил, что поезд №64 покинул станцию, поэтому связался со станцией Царицыно-Дачное и дал разрешение на отправление следующего поезда - №52, которым управляли машинист Черенков и помощник машиниста Харитонов.
В 3:40 дежурному Яковлеву позвонил билетный кассир платформы Перерва и предупредил, что поезд №64 еще не ушел, а продолжает стоять у платформы. Осознав критичность ситуации, дежурный позвонил стрелочнику Валуеву и приказал остановить поезд №52. Поездная радиосвязь на то время отсутствовала, поэтому Яковлев перекрыл входной семафор и начал выставлять сигнальные огни, а Валуев побежал в направлении, откуда должен был прибыть поезд, подавая при этом звуковые сигналы с помощью специального рожка, стараясь привлечь внимание локомотивной бригады. Через несколько минут прибывающий пассажирский поезд, не реагируя на сигналы стрелочника, на большой скорости въехал на станцию Люблино-Сортировочное. Лишь у самой платформы Перерва в 3:43 были наконец задействованы тормоза, но из-за малого расстояния при высокой скорости №52 не успел остановиться и врезался в хвост поезда № 64.
В результате катастрофы на месте погибли 13 человек, 37 получили тяжёлые ранения, а 12 - легкие. Среди пострадавших также были 5 детей возрастом до 7 лет. Позже в больницах умерли 3 человека, доведя тем самым число погибших до 16. Точная причина, почему локомотивная бригада поезда № 52 не реагировала на сигналы, неясна. Одним из факторов стало то, что входной семафор данной станции на тот момент по причине ремонтных работ находился не с правой, а с левой стороны по ходу движения, о чем дежурный по станции Царицыно Новиков забыл предупредить машиниста Черенкова из-за заболевшего собственного ребенка.

Судебный процесс проходил в клубе имени Е.Ф.Кухмистерова Курской железной дороги. Обвиняемыми рассматривались оба машиниста поезда №64, главный кондуктор поезда, машинист и помощник машиниста поезда №52, дежурные по южному блокпосту станции Люблино и дежурный по станции Царицыно. В результате тюремные сроки получили машинисты Черенков (10 лет) и Макаров (8 лет), дежурный по станции Царицыно Новиков (10 лет) и дежурный по блокпосту Яковлев (5 лет). Условные сроки получили помощник машиниста Харитонов и Главный кондуктор Савельев. Также были заведены уголовные дела в отношении ремонтного персонала депо Тула и руководителей Московско-Курской железной дороги.