열차 추돌사고의 원인은 사고가 발생하면 종합관제소에서는 구원차량 기관사에게 고장차량의 정확한 위치를 전달하고 운행 속도와 구원 요령을 정확히 안내를 하여야 하는데도 이를 지키지 않았다.

또한, 구원열차 기관사는 고장열차의 정확한 위치정보를 숙지하지 않은채 구원운행을 하였으며, 매뉴얼에 따라 구원운행 속도는 시속 15㎞ 이내로 서행 운전하다가 고장열차 10m 전방에서 멈추어 수신호에 의해 구원해야 하는데도 이를 어기고  시속 52㎞로 과속 주행하다가 약 50m 전방에서 고장열차를 발견하고 급제동을 하였으나 가속에 따른 제동거리를 확보하지 못하고 약 37㎞/h 속도로 추돌사고를 일으킨 것으로 나타났다.

또, 관제용 전화와 일반 전화를 같이 사용함으로써 사고에 따른 승객 항의 전화 등으로 관제 기능이 제대로 발휘를 못하였고, 종합관제소 직원의 공직기강 해이 등으로 인하여 관제명령이 원활히 이루어지지 못한 것으로 나타났다.

사고 발생 후 비상대응 및 지휘보고 체계가 제대로 작동하지 않아 사고 발생 9시간 30분이 지난 오후 6시경에 정상운행이 되는 등 사고 처리에도 많은 문제점을 남겼다.

이번 열차 추돌사고로 시민 200여명이 다치고, 3호선 전 구간이 약 9시간 이상 운행 중지되어 시민불편과, 막대한 재물손괴를 수반하는 대형 사고에 이르렀으며, 이는 공기업인 부산교통공사 경영진을 비롯한 직원의 안전 불감증과 공직기강 해이가 불러온 총체적 인재(人災)로 판단했다.

이에 대해 부산시에서는 교통공사의 사고차량 기관사와 관제사는 물론 지휘 감독 책임을 물어, 교통공사 사장(배태수)에 대하여는 시장이 직접 기관장 경고처분을 하였고, 운영본부장 등 임직원 4명에 대하여는 파면.해임.정직 등 중징계, 9명에 대하여는 감봉.견책 등 경징계 처분을 하도록 요구했다.

또한, 복무관리 책임을 물어 4명에 대하여는 경고 처분을, 징계처분과 별도로 운영본부장은 대기발령을 요구하고, 기타 보강조사를 거쳐 정확한 피해액을 산정하고 필요시 추가 문책을 검토할 것을 지시하기로 하였다.

한편, 부산시에서는 유사사례 재발방지를 위해 제도개선 방안 검토를 지시하기로 하였으며, 아울러 부산교통공사는 이번 사고를 통하여 스스로 뼈를 깎는 자성의 계기로 삼고, 환골 탈퇴하여 시민들에게 신뢰 받는 공기업으로 거듭나야 할 것임을 밝혔다.