1975年10月31日22时55分，由汉口开往北京的64次旅客列车正由配属于郑州铁路局郑州铁路分局郑州南机务段的东风3型内燃机车（郑局南段是全国当时配属东风3型内燃机车数量最多的机务段，总产量为226台的东风3型内燃机车有五分之二配属于郑州南机务段，担当京广铁路武昌—郑州—安阳、陇海铁路陕州—郑州—徐州—蚌埠间的客运交路）牵引下以每小时60公里的时速行驶在京广线许昌至郑州区间段上行方向正线，已经通过五里堡站（位于河南省郑州市管城回族区的三等车站，曾改名郑州南站，如今依然叫五里堡站），接近前方的下一个车站郑州站（位于河南省郑州市二七区的特等车站）。

列车通过五里堡站后，五里堡站值班员打电话告知郑州站值班员“客车64次通过五里堡站”，接到五里堡站值班员的电话通知后，郑州站值班员为64次旅客列车安排了进路。按照计划，64次旅客列车将在郑州站1道停车5分钟，郑州站值班员开始为64次旅客列车办理闭塞。

然而此时，郑州站站内1道靠近下行方向出站信号机的位置正停着东风型内燃机车“东风1820”号车单机（配属于郑州铁路局郑州铁路分局郑州机务段，此时该车的车头朝着京广线下行方向，也就是对着64次旅客列车驶来的方向），负责确认1道是否被占用的郑州站下行方向的扳道员在没有实地查看并确定1道是否有车占用的情况下就直接向郑州站值班员汇报：“1道进路准备好了”。而郑州站值班员在没有确认扳道员所报情况是否属实的情况下就给64次旅客列车办理了在郑州站1道停车的闭塞并于23时02分强行解锁了信号机，开通了郑州站上行方向的进站信号、为64次旅客列车开通了1道的进路。

23时03分，64次旅客列车以每小时40公里的时速越过郑州站上行方向的进站信号机进入郑州站站区，不久司机就看发现了线路前方不到100米的位置还停着一台内燃机车，连忙撂下非常制动。但是为时过晚，最终64次旅客列车于郑州站站区内与停在1道上的“东风1820”号内燃机车单机发生正面冲突。

由于“东风1820”号车单机是处在停止状态，而64次旅客列车正以接近40公里的时速运行，因此“东风1820”号车单机当场被巨大的冲击力撞出线路并颠覆。而64次旅客列车也没好到哪里去，本务机车的“正脸”被撞得面目全非并脱轨，司机室内的2名司机1人受重伤，1人受轻伤。机后第一位行李车厢、第二位宿营车厢以及第三至第六位的硬座车厢全部脱轨，有24名旅客和列车员受轻伤，近100多名旅客和列车员受轻微皮外伤。

事故造成东风型内燃机车大破1台（“东风1820”号车），东风3型内燃机车大破1台（64次旅客列车本务机车），行李车报废1辆，宿营车大破1辆，客车大破3辆，小破1辆。京广线中断正线行车7小时又20分钟，影响8趟旅客列车和15趟货物列车的正常运行，影响7000多名旅客的正常出行，构成一起旅客列车站内正面冲突重大事故。

此次事故是铁道部结束军管并重新独立以来郑州铁路局所遭遇的第一次涉及旅客列车的重大事故，因此惊动了时任铁道部部长的万里。根据万里部长的指示，铁道部迅速组建了一个事故调查委员会专门负责对这起事故进行调查。

经过调查，64次旅客列车在事故前按照规定车速正常行驶，本务机车机班乘务组始终保持持续和有效的瞭望，在接近郑州站上行进站信号机时按照规定减速至每小时40公里的进站时速，在发现前方线路有机车时也在第一时间实施了非常制动，对本次事故不承担责任。

经过调查，事故调查委员会认定本次事故的直接原因系郑州站下行方向的扳道员臆测报告、盲目蛮干，在没有确定郑州站1道是否有机车或者车辆占用的情况下就向郑州站值班员报告：“1道进路准备好了”。而郑州站值班员在没有确认扳道员所报情况是否属实的情况下就臆测给64次旅客列车办理了在郑州站1道停车的闭塞，在郑州站上行方向进站信号机因为1道被机车占用的而显示机外等候状态的情况下不核实、不确认，而是强行解锁了信号机，强行开通了郑州站上行方向的进站信号、为64次旅客列车开通了1道的进路。导致64次旅客列车在毫不知情的情况下进入郑州站1道，与停在1道的“东风1820”号车发生正面冲突。

至于该扳道员为什么会这么做的原因无非两种：一种是因为偷懒根本没有确认，另一种是明知道1道有机车占用而故意不向值班员报告实际情况，但不论是哪一种原因，都不影响该扳道员将要面临的惩罚。

根据调查结果，本次事故列郑州铁路局郑州铁路分局郑州车务段全部责任，影响郑州铁路分局当年的安全成绩。

作为事故的直接责任人，郑州站下行方向当班扳道员被开除路籍追究刑事责任。而郑州站值班员被处以行政撤职处分并调离行车岗位。

作为相关责任人，郑州车务段和郑州铁路分局有30多名相关干部受到行政记过、行政记大过至行政撤职的处分。郑州铁路分局局长和党委书记被处以行政警告处分，郑州铁路局局长和党委书记被勒令向铁道部提交深刻书面检查。