Пожарът възниква около 23:40 часа във втория (кушет) вагон на влак № 2637, пътуващ от София за Кардам (Област Добрич) и бързо се разраства към съседния спален вагон. Инцидентът става при навлизането на влака в индустриалната зона на Червен бряг. Пътуващите в спалния вагон са 27 човека, в кушет-вагон 35, а в целия влак са общо 150 пътници. След възникването на пожара влакът е спрян и започва евакуация на пътниците. Огънят е загасен около 5.30 сутринта от пожарникари от Плевен. В пожара изгарят 9 пътници, намиращи се в кушет-вагона, сред които и директорът на Националния археологически музей Рашо Рашев. Обгорелите до неузнаваемост тела на деветте жертви са идентифицирани няколко дни по-късно.
На 5 март 2008 г. в страната е обявен Ден на национален траур в памет на загиналите пътници: Антоанета Апостолова, Валерия Желева, Галина Иванова, Даниел Вичев, Елена Халачева, Калчо Енчев, Мая Мишева, Рашо Рашев, Стоян Ковачев. Община Шумен обявява траур на 4 март, а община Добрич също на 5 март.
Разследване
Разследващите органи започват проверка по няколко основни версии за възникването на пожара, между които: терористичен акт, пожар предизвикан от шумна компания, техническа неизправност в електрическата инсталация и недостатъчно премерени действия на персонала.
На 6 март в 40 Народно събрание е създадена временна анкетна комисия за проучване на причините за пожара във влака София-Кардам и нормативната уредба, свързана с безопасността на железопътния транспорт. Комисията, която е с двумесечен срок на действие, се състои от 14 народни представители от разни партии и с председател от ДПС. Коалиция за България има 4 представител, ДПС – 3 (2 + председателско място), НДСВ – 2, БНД, ОДС, БНС и Атака – по 1 човек, както и независим член. ДСБ отказва полагащото ѝ се място, в резултат на което окончателният състав на комисията е от 13 души.
На 7 март експертът по антитероризъм Христо Смоленов казва пред вестник „Труд“, че най-вероятна е версията за терористичен акт, тъй като се оказва, че огнищата на пожара са две и е невъзможно пожарът да е възникнал без външна намеса. За такава възможност намеква и друг експерт по антитероризъм – Иван Бояджиев.
По-късно през същия ден директорът на Националната следствена служба Бойко Найденов обявява, че при разследванията на този етап не са намерени следи от атентат. В хода на разследването ставя ясно, че огнището на пожара е едно.
На 12 март 2008 г. прокуратурата съобщава, че основна версия за възникването на пожара е късо съединение на едно от осветителните тела в шесто купе на кушет-вагона.
През май 2010 г. Окръжният съд в Плевен признава за виновни и осъжда на затвор 2 железничари "за немарливо изпълнение на служебните им задължения и неосигуряване на безопасни условия на пътуващите във влака, което е довело до смърт на повече от един човек". Тази присъди са намалени на втора инстанция, а през септември 2011 г. присъдите са отменени от Върховния касационен съд, който връща делото за преразглеждане на втора инстанция. Според ВКС съдът във Велико Търново е допуснал грешка, като е оправдал тогавашния заместник-директор по експлоатацията на „Спални и специални вагони“ Георги Иванов, по чието нареждане страничните врати освен с ключ каре са заключвани и с щифт.
