Przyczyny wypadku Ustalenia Państwowej Komisji Badania Wypadków Kolejowych Postępowanie wyjaśniające przyczyny katastrofy prowadziła początkowo komisja kolejowa pod kierownictwem Przewodniczącego Państwowej Komisji Badania Wypadków Kolejowych Tadeusza Rysia, składająca się z pracowników PKP Polskich Linii Kolejowych, PKP Intercity oraz Przewozów Regionalnych. 20 marca 2012 przejął je zespół powypadkowy PKBWK.
W raporcie opublikowanym 15 lutego 2013, Komisja jako przyczynę bezpośrednią wskazała wyprawienie przez dyżurnego ze Starzyn pociągu interRegio 13126 Jan Matejko na sygnał zastępczy na tor 1 w nieprawidłowy sposób i wyprawienie przez dyżurnego ruchu posterunku Sprowa pociągu TLK Brzechwa na sygnał zastępczy na zajęty tor szlakowy. Jako przyczynę pierwotną wskazano niezastosowanie przez Andrzeja N. przepisów wewnętrznych dotyczących postępowania w przypadku braku możliwości przełożenia rozjazdu nr 4 z poziomu nastawni. Wśród przyczyn pośrednich znalazły się z kolei nieprawidłowe działania obsługi posterunków w Starzynach i w Sprowie, nieprawidłowości w nadzorze nad pracą posterunków ruchu i drużyn pociągowych, a także zatajenie incydentu, do którego doszło w Starzynach dzień przed katastrofą.