Theo nhiều nhân chứng có mặt tại hiện trường cho biết, vào thời điểm trên, họ bất ngờ nghe thấy 3 tiếng nổ nhỏ liên tiếp giống như tiếng của các loại pháo nổ. Đúng 10 phút sau, cán bộ, chiến sĩ của Sở Cảnh sát PCCC TP Hồ Chí Minh đã có mặt và dập tắt được ngọn lửa.
Ngay sau vụ nổ, Đại tá Lê Anh Tuấn - Chánh Văn phòng Công an TP Hồ Chí Minh xác nhận với phóng viên về sự việc phát nổ tại PC54. Nguyên nhân ban đầu được xác định là do một phần nhỏ số thuốc nổ (sau khi thu từ hiện trường vụ cháy nổ ở nhà ông Lê Minh Phương ở hẻm số 394 đường Nam Kỳ Khởi Nghĩa, quận 3) đang trong tình trạng bảo quản để phân tích trong kho thì tự phát nổ