意外發生後的雙嶼路段，經過通宵搶修，列車服務在早上已經陸續恢復運作。雖然橋面已經清理好，但橋下面仍然一片混亂，在傍晚時份仍然見到有多部挖泥車清理現場。出事的列車車廂部分仍未運走，列車殘骸加上乘客的行李雜物，全部堆放在一起。
由於這次事故死傷者眾多，部分遇難者的遺體曾經擺放在地面，當局早上亦開始消毒工作。
上周六傍晚事發後，傷者被送往當地多間醫院搶救。其中溫州手足外科醫院院長陳福生向記者指，該醫院接收大批傷者，醫護人員徹夜為傷者搶救後，大部份病人的傷勢都穩定下來，目前全部留院，當中有9人需要24小時加護照顧。
他說：“當中包括一名較嚴重的小孩，搶救後他情況已轉為平穩，還有多名傷者，分別有不同程度的骨折，都是被擠壓而成的，是兩下肢的壓傷，伴有肺部拉傷，肝臟受傷等，都要24小時加護。”
陳福生院長指，院方已加派人手照顧傷者，暫時取消所有員工休假的安排，而來自北京及上海共13名醫療專家，已抵達當地醫院為多名傷者提供會診。
同樣接收了大批傷者的溫州醫學院附屬第二醫院，急診科醫護人員向記者指，現時仍有大批傷者留院，很多已轉往骨科病房接受治療，傷者中不少是小孩。她說: 所有傷者送來時，我們都特別把他們送到一個病區去，方便集中照顧，他們都有多部位軟組織受傷，骨折等，當中有很多是小孩。”
搜救人員周一早上在動車相撞現場再發現多三具遺體。在證實身份的死傷者中，包括3名美籍華裔旅客，分別是兩死一重傷，另一名意大利華裔男子亦受傷留院。
死者中亦包括出事列車上的乘務員，鐵道部一名領導王先生向記者指，早上當局在殯儀館確認了多具屍體為乘車員，王先生拒絕回應是否有員工涉及人為疏忽被被調查。他說：出事列車上的乘員務已經找到了，我都是今天上午才知道，他們都身亡了，不能接受調查，至於是否有員工被拘留調查，這個應該不是你應了解的事。”
意外發生後，國務院已成立事故調查組展開調查。鐵道部部長盛光祖在視像會議中，對遇難者表示沉痛哀悼，對傷亡人員和家屬表示深切慰問。他又指，從現在到9月底，開展兩個月安全隱患排查行動。
鐵道部黨組已決定，將上海鐵路局局長龍京、黨委書記李嘉、分管工務電務的副局長何勝利免職，並進行調查。
鐵道部周日晚召開記者會交代調查進展，新聞發言人王勇平先向旅客鞠躬道歉，至於在清理現場時，工程人員將部分列車殘骸掩埋，鐵道部解釋是為了加快清理。他說：因為當時在現場搶險的情況，環境非常複雜，下面是一個泥灘，施展開來很不方便，還要對其他的車體進行處理。所以他把那個車頭埋在下面，蓋上土，主要是便於拆卸。目前他的解釋理由是這樣，至於你信不信，我反正信了。
大陸媒體就死亡人數的報道亦非一致。《南方都市報》周一報道指，官方至少隱瞞車禍新增死亡人數6人。報道指周日傍晚6時許，搜救人員在最後一節車廂裏，又找到了6具屍體，還發現了事故最後一名倖存者2歲半女孩項瑋伊。南都指加上周日下午新發現的6具屍體，死亡人數應為41人。但是，周一央視等各大媒體仍然根據鐵道部原先的公布，維持死亡人數為35人，網民認定鐵道部隱瞞死亡人數。