事故原因の真相解明に向けて、愛知県警察本部を含む警察の合同捜査本部が本格的な解析を進めている。事故車両から押収されたドライブレコーダーのデータや、路面に残されたブレーキ痕の長さ、さらに車両の運行記録データを総合的に分析した結果、事故原因の全貌が浮き彫りになりつつある。
捜査関係者によると、先頭車両の減速に対して後続の大型車両が追突を回避しきれず、追突の連鎖が発生した可能性が高いとされる。また、夜間の視界不良や路面状況の変調、ドライバーの疲労状態などが複合的に重なった「マルチファクター型の重大交通事故」であることが警察の独自取材でも確認された。