事故を起こした車両は2002年10月に登録されており、ドライブレコーダーを搭載していなかった。2002年製の三菱ふそう・エアロクイーンであると報道されている。複数の乗客が「バスは事故の直前、かなりのスピードを出して左右に揺れていた」と証言している。現場の約250m手前の監視カメラには、事故車とみられるバスが蛇行しながら走る様子が写っていた。また、バスは片輪が浮いていた可能性もある。国土交通省高崎河川国道事務所は、事故車が平均車齢11年を約2年上回っていることから、車両に不具合があった可能性も視野に入れている。戸崎肇は「車齢13年は標準的」とし、「あの事故現場でスピードを出しすぎる原因は、意識が飛んでいたことくらいしか考えられない。瞬間的な眠気など意識障害に襲われたのではないか」と推測、右に急ハンドルを切ったことについては「意識が戻って気付いた危険回避行動の可能性が高い」とみている。長野県警の検証の結果、バスのギアがニュートラルになっていたことと、ブレーキ部品に異常がなかったことがわかった。県警は、ニュートラルのためエンジンブレーキや排気ブレーキなどの補助ブレーキが効かず、フットブレーキだけでは減速しきれなかった可能性があるとみて調べを進めている。事故車は6段変速のマニュアル車（フィンガーシフト式）で、運転手が高速ギアから低速ギアに無理に変えようとすると、エンジンの過回転による破損を防ぐため操作がキャンセルされ、ニュートラルか元のギアになるようプログラミングされている。国交省の関係者は「大型車の運転に不慣れな運転手が急に低速ギアに入れようとしてニュートラルになり、エンジンブレーキで減速できずパニックになった可能性がある」とみている。ただし、事故の衝撃でギアがニュートラルに動いた可能性もあり、長野県警は慎重に調べている。後の取材で、事故バスは2015年3月にメーカによる点検で、車体の床下および車輪支持部品の腐食が進み、使用が危険との報告が上げられたものの、修理されず車両が転売され運行されていたことが判明した。
関西大学社会安全学部の教授は「バス事故としては深刻で、この20 - 30年では最悪の事故だ」「過労運転や居眠り運転がなかったか、または、心筋梗塞などで意識を失った可能性も検討する必要がある」「バス業者の競争は激しく、ドライバー不足もあって、現場に無理を強いる業者もいる。国も制度を見直して規制を強化してきたが、十分ではなく、まだまだ見直す余地はある。どこに問題があったか事故原因とともに突き詰めなければならない」と述べた。
事故を起こしたバス会社「イーエスピー」は、2008年設立当初は警備業務が専門であった。バス7台を所有していた。イーエスピーが運送事業許可を得てバス事業に参入したのは2014年4月で、まだ日も浅かった。一般監査を受けたのは2015年2月であった。日本バス協会は貸切バス事業者安全性評価認定制度によりバス会社の安全への取り組みを3段階で評価しているが、イーエスピーは事業認可から2年に満たないため、評価対象になっていなかった。イーエスピーは事故2日前の同月13日、運転手の健康管理を怠るなどの法令違反があったとして、バス1台を20日間の運行停止とする処分を受けていた。
死者15人全員の身元が判明しており、亡くなった乗客は全員大学生であった。首都大学東京によると、5人が乗車し、4人が負傷、1人が安否不明となっていたが、その後この1人は死亡した。犠牲者の中には早稲田大学（3人）や法政大学（3人）、東京農工大学（2名）、東海大学（1名）、東京外国語大学（1名）、広島国際大学（1名）など。法大生10人が乗車していたが、全員が尾木直樹の教え子であり、その内4人が死亡した。1月16日報道時点で死因が判明している12人は、頭を強く打ったことによる頭蓋内損傷が7人、首に損傷を負った頚椎損傷が4人、全身を強く打ったことによる多発性外傷が1人となっている。また、15人目の男性は重体であったが、1月18日に脳挫傷により死亡した。遺体の検分を担当した軽井沢病院副院長によれば、「犠牲者は瞬間的に頭部へ大きなダメージを受け、ほぼ全員が即死」であった。事故現場には献花台が設けられた。
乗員は65歳のT運転手と57歳の交代K運転手の2人で、2人とも死亡した。運転手からアルコールなどは検出されなかった。なお、Kは2003年に五日市観光バス運転手時代、熱海で転落事故を起こしていたほか、ESPの運行管理者もこの時の同僚だったという。またNHKの報道ではTは入社1ヶ月前に前勤務先で行った運転適性検査では「事故を起こしかねない」という診断結果が出ていた。
ルイジアナ州デリにてニューヨーク・メッツとフィラデルフィア・フィリーズで活躍したピッチャーのフランク・エドウィン・マグロウ・ジュニア(タグ・マグロウ)とウエイトレスのエリザベス・アン・ディアゴスティーノ(ベティ)のもとに一人息子サミュエル・ティモシー・マグロウとして生まれた。マグロウは父方はスコットランド系アイルランド人、イギリス系、スコットランド系、フランス系、オランダ系、チェコ系、ドイツ系、母方はイタリア系、アイルランド系の流れを汲んでいる。1966年、タグはフロリダ州ジャクソンビルのジャクソンビル・サンズに所属し、テリー・パーカー高等学校に通学していたベティの住むアパートの上階に住んでいた。2人は交際するようになり、ベティは妊娠し、彼女の両親はルイジアナ州の親戚のもとで生活および出産のために彼女を送り込んだ。マグロウはルイジアナ州スタートの母親のもとで育ち、モンロー東のリッチランド郡にも住んだことがあり、マグロウは継父のホレイス・スミスが実の父親だと思っていた。母親がスミスと結婚し、実の父親と再会するまで姓はスミスと名乗っていた。11歳の時に好奇心から母親のクローゼットでクリスマス・プレゼントを探していた時に出生証明書を見つけた。この後母親は実の父親はタグ・マグロウであることを明かし、初めて実の父親と再会することになった。7年間、タグは父親であることを否定し続けた。18歳になると、タグは彼が自分によく似ていることに気付き、実の父親であることを認めた。2004年に父親が亡くなるまで親しい関係が続いた。子供の頃、マグロウは実の父親が野球選手と知らずにいたが、野球などのスポーツを好んだ。また彼はFFA のメンバーであった。北東ルイジアナ大学(現ルイジアナ大学モンロー校)に野球奨学生として進学したが、大学スポーツ賞(varsity letter )は受けたことがなかった。大学時代、フラタニティPi Kappa Alpha のメンバーでもあった。この頃、ギターの演奏方法を学び、あまりの下手さにルームメイトがギターを隠すこともあったが、時々弾き語りを行なった。1987年、母親はジャクソンビルに戻り、マグロウもそれにならった。フロリダ・コミュニティ・カレッジ・ジャクソンビル校に1学期通い、地元のバンドで時々演奏した。1989年、彼が憧れていたキース・ウィットリーが亡くなったその日、カレッジを中退してテネシー州ナッシュビルに向かい、音楽業界を目指した。