Theo xác minh của Sở Tài nguyên & Môi trường và phòng Cảnh sát môi trường (PC36) công an tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu, nguyên nhân xảy ra sự cố là do một chiếc sà lan chở dầu cung cấp cho nhà máy thép, khi đang thực hiện thao tác bơm hút dầu lên 2 bồn chứa trong nhà máy; khi dầu đã đầy bồn, nhân viên trực đã lơ là, không phát hiện kịp để báo sà lan ngưng bơm, dẫn tới sự cố dầu tràn từ bồn chứa tuôn thẳng ra sông Thị Vải. Ước tính có khoảng 400 lít dầu FO đã thoát ra sông.
Để khắc phục sự cố, Nhà máy Thép miền Nam đã thuê một đơn vị có chức năng thả phao vây để tránh dầu loang, đồng thời thực hiện các biện pháp ứng cứu sự cố tràn dầu. Hiện việc hút dầu tràn và khắc phục sự cố đang được các bên liên quan thực hiện.