L'accident s'est produit sur une portion de voie ferrée de l'agglomération dijonnaise dans la soirée du jeudi 15 novembre 2012.
Il était environ 21h quand une voiture qui s'apprêtait à franchir un passage à niveau est tombée en panne. Le conducteur est alors sorti de son véhicule pour le pousser. Mais, en voulant prendre de l'élan, il l'a propulsé sur la voie ferrée qui se trouvait dans la pente un peu plus bas. Alors qu'il tentait de dégager la voiture des rails, un train est arrivé. L'automobiliste a réussi à s'écarter à temps et n'a subi aucune blessure. Le train n'a pas pu s'arrêter et a percuté l'auto, ce qui a engendré des perturbations sur le trafic ferroviaire.
Au total, 3 TER Dijon-Besançon et Besançon-Dijon, 3 TGV Stasbourg-Lyon et Paris-Mulhouse, ainsi qu'un convoi privé ont été retardés. La SNCF a affrété des taxis pour prendre les passagers en charge. Le trafic a repris son cours normal vers 23h30 selon la SNCF.