日本貨物鉄道株式会社の帯広貨物駅発熊谷貨物ターミナル駅行き18両編成の臨高速貨第8054列車は、平成25年9月19日(木)、東室蘭操車場を定刻(14時04分)に出発した後、大沼駅の2番線(上り副本線)に定刻より2分遅れて17時15分に到着した。 その後、列車の運転士は、列車を定刻(18時04分)に出発させて速度約20㎞/hで力行運転中、後ろから引っ張られるような感覚とともに、運転台の圧力計によりブレーキ管圧力の低下とブレーキシリンダ圧力の上昇を認めたため、直ちにマスコンをオフにしたところ、その直後に列車は停止した。 停止後、運転士が列車から降りて確認したところ、列車は、6両目(車両は機関車を含めて前から数え、前後左右は列車の進行方向を基準とする。)の後台車全2軸、7両目の前台車全2軸、8両目の全4軸及び9両目の前台車全2軸が脱線していた。 列車には運転士1名が乗務していたが、負傷はなかった