24 декабря 1875 (5 января 1876 по новому стилю) года товарно-пассажирский поезд следовал по Одесско-Елисаветградской ветке в Одессу. По приходе в Балту, поезд был отправлен далее на Бирзулу не по расписанию, а по телеграфному соглашению, то есть он должен был быть отправлен далее раньше, чем это следовало по расписанию, но только после связи с соседней станцией Бирзулой, когда будет выяснено, что путь между Балтой и Бирзулой свободен, и поезд может беспрепятственно следовать в Бирзулу. И действительно, путь между Балтой и Бирзулой был свободен.
Между тем, как раз в это время, на Тилигульской насыпи, нужно было произвести ремонт пути. Ремонт заключался в замене лопнувшего рельса. Начальникам ближайших станций о ремонтных работах сообщено не было. Не были выставлены соответствующие предупредительные знаки. Рабочие, сняв лопнувший рельс, пошли в будку погреться, так как была метель. Глубокая выемка перед насыпью ограничивала видимость машинисту. Приближаясь к насыпи, на уклоне, машинист затормозил тендер, но видя, что ход не убавляется, дал свисток тормозить кондукторам, которых вместо положенных шести было четверо. В это время на насыпи укладывались последние пять рельсов. Когда рабочие услышали свисток машиниста, дорожный мастер с флагом в руке бросился навстречу поезду, всё ещё невидимого с насыпи; машинист тоже заметил один из флагов, дал задний ход и начал давать свистки крайней опасности. Все кондукторы выскочили из вагонов, тормозили и не могли уменьшить ход поезда, который быстро двигался по насыпи. Рабочие перебежали на другой путь. Локомотив сошёл с рельсов, взял влево по обрыву насыпи, покачнулся и полетел вместе с 11-ю вагонами новобранцев, двумя вагонами с пассажирами 3-го класса и платформой с пшеницей и кукурузой, принадлежавших частным лицам. Вслед за одиннадцатью вагонами, полетело 5000 пудов хлеба. Все это свалилось в груду и загорелось от лежащего внизу тендера, наполненного каменным углём.
Данная катастрофа упоминается в рассказе А. Карцева "Магистраль" : "Он открыл глаза, когда весь поезд был уже в овраге, под насыпью. Дико выли, стонали люди, обломки вагонов громоздились над мертвыми и еще живыми, и над всем свистели метели, и снег летел в небо, как дым. Новобранец хотел вздохнуть и не мог. Он лежал под горой из железа и дерева, и вдруг увидел, что эта гора — очаг. Огненные языки метались повсюду, трещали доски, шипел снег. По дну оврага, под самой Тилигульской насыпью была каменная «труба» — для стока весенних и дождевых вод. Поезд горел, и ветер сильно и быстро раздувал огонь в трубе, как в топке камина. Новобранцу вдруг обожгло бок, он закричал и зашевелился под обломками и, крутя головой, увидел, что справа и слева вместе с деревом горят люди и куски людей. Прямо над ним зажглась мохнатая папаха и рухнула, пылая, ему на грудь. Он задохнулся от жара и увидел последним взглядом лицо солдата, с которого упала папаха. Это был тот самый солдат-конвоир, который говорил ночью про жаркую солдатскую службу. Все таким же равнодушным было каменно-серый мертвое лицо солдата, и усы его, жесткие и густые, горели, потрескивая и едко пахли паленым. Новобранец дернулся весь от страшного ожога в лицо. Он взвыл протяжно и тонко, потому что не мог умереть. Он еще горел, но уже не видел ничего. Он был слепой. Когда на место аварии приехали начальники-инженеры, почти весь поезд сгорел до тла. Кроме нескольких, которые умирали, только пепел остался от новобранцев. Даже самые трусливые из российских газет требовали беспощадного суда над дорожным мастером и его начальниками. Мастер исчез, а начальникам присудили по четыре месяца тюрьмы заочно, так как начальники не захотели явиться в суд. Но тут началась война, и начальников, как людей, незаменимых для перевозки солдат, освободили от наказания."
Из-за этой аварии чуть не оборвалась карьера Сергея Юльевича Витте (министр путей сообщения, министр финансов, председатель Комитета министров, председатель Совета министров)
Из его воспоминаний: "Мы, вместе с бароном Унгерн-Штернбергом, взяли экстренный поезд и отправились на место происшествия; это случилось на расстоянии 186 вёрст от Одессы. Когда мы приехали на место, то мы нашли, что та часть поезда, которая свалилась под трубу (под трубу свалился не весь поезд, а только часть его), вся сгорела дотла; другая же часть, которая была около трубы, когда мы приехали, была уже поднята и многие раненые были уже свезены на станцию Бирзула. Таким образом, в Бирзулу была отвезена часть новобранцев, большая же часть их сгорела дотла, так что под насыпью, то есть под трубой, остался только пепел. Конечно, картина была чрезвычайно грустная. Случай был ужасный. Мы сейчас же подобрали всех новобранцев, которые остались в живых (и не были ещё отправлены в Бирзулу), и повезли их в Одессу, а там сдали их в военный госпиталь. Так как это был случай, выдающийся по количеству жертв, (не помню сколько их было, но во всяком случае, число жертв превышало 100), то он обратил на себя особенное внимание."
Начальник дороги Чихачев и Витте были преданы суду и приговорены к четырём месяцам тюрьмы. Однако пока тянулось расследование, Витте, оставаясь на службе, сумел отличиться в перевозке войск к театру военных действий русско-турецкой войны. Этим он обратил на себя внимание великого князя Николая Николаевича, по велению которого тюрьма для обвиняемого была заменена двухнедельной гауптвахтой.
