工作人員通宵在列車相撞現場進行清理工作，散落地面的數節車卡和其中一個車頭經已拆件完成，用大型吊機逐件吊起，再用重型貨車運走。車卡內一些座位飛脫，外殼損毀嚴重，由於車身太重，重型貨車駛出時一度不夠力，要用推土機在後面幫一把。所有車卡早上陸續運走，由警車開路，送往溫州西面的貨運站進行檢驗。期間部份死者家屬一度阻止工作人員運走車卡殘骸，希望在車卡內尋回遇難親人的殘肢。
部份死難者家屬約40名，週一晚到溫州市政府信訪局上訪，要求還死者公道，部分人一度手牽手組成人鏈，堵塞附近道路。市政府人員其後安排家屬代表與鐵道部官員會面，歷時2個多小時，直至午夜後結束。
與官員會面後，家屬們的態度有所軟化，已經不再猛烈評擊政府，亦不願意多談昨晚圍堵政府的事宜。有五名親人離世的楊先生向記者指，現時仍與當局在磋商，未有任何消息對外公佈。他說：我們仍是堅持提出的訴求，至今未有任何具體回覆，我也沒有甚麼事情可以再告訴你，不好意思。
另一名死者家屬李先生向記者指，週二早上政府人員再與家屬會面，期間有談及賠償的問題，但他拒絕透露談話內容。李先生又說，官員會面時承諾家屬會為遇難者整理遺容，按照不同家庭的風俗習慣進行儀式，政府及鐵道部人員會繼續與家屬保持對話。他說：他們態度有誠意，他們說會盡最大的努力協助我們，亦會體諒死者家屬的心情，希望他們言而有信。
事故中近二百名傷者仍然留院，其中12人情況危重。當中包括仍未脫離危險期的2歲半女童項瑋伊。她被困20小時後得以獲救，在溫州動車事故中，她是最後一名獲救的生活者，她父母在事故中雙亡。她的叔叔項先生周二向記者指，瑋伊在醫院接受小腿減壓手術後，左小腿的血液循環系統有改善，腎功能回復正常，暫時毋須考慮截肢。
他說：緯伊的情況還可以，但仍未過危險期，算已有好轉，她腿部肌肉有局部壞死，未知將來能否完全康復，醫生會留意她的腎功能，手術後腳趾的供血系統明顯有改善。
項先生指，未來數周內，緯伊將要接受兩到三次手術，醫生較早前切開她小腿解壓，傷口仍未縫合，稍後將根據身體狀況進行縫合與植皮手術，目前親友已可以探望緯伊，但她仍不知父母已遇難，她祖母周一到醫院探望緯伊，因傷心過度曾兩度暈倒。項先生指，事故原因到現在仍未明，會設法要求有關當局交代真相，為緯伊父母討回公道。
他說：緯伊被困在車廂內20多個小時，當時他們用過生命探測器探過指沒有生命跡象，如果他們早點把那個車廂處理的話，也許我哥哥和嫂子可能存活下來，究竟生命重要，還是列車重要呢？
緯伊在事發後二十小時獲救，被視為奇蹟，新華社報道，指這全靠溫州特警支隊長邵曳戎，拒絕執行上級指示，沒有將車廂吊到橋下，堅持在路軌上清理，以防仍有人生還。報道指邵曳戎當日下午接獲指令，要求以吊機把車廂吊下放置在橋下清理，但是遭他拒絕，認為仍有機會找到生還者，堅持原地清理，否則日後難以面對死傷者家屬。最後在指揮部同意下，繼續原地清理，結果救出項瑋伊。
仍有數十名傷者留醫的溫州手足外科醫院，醫護人員向記者指，現時傷者情況已有好轉並穩定下來，部份人將需要接受手術。她說：現時留院的傷者生命氣息均平穩，部份人需要做手術，因為有骨折，各人部位不同。
新華社報道指，遇難者林焱的家屬已願意接受50萬元人民幣賠償。林焱是福建省福州人。是這次事故中第一個達成初步賠償協商的個案。大陸傳媒報道，根據鐵道部規定，賠償金額最少有37萬2千元人民幣，加上遇難者家屬的交通費、埋葬費和家屬贍養費等，合共不超過45萬元。如果家屬短時間內簽訂協議，可視乎情況，酌情額外給予數萬元，賠償費用主要由鐵道部支付。
至於追尾事故中被撞的動車司機正接受國務院調查組調查。據《羊城晚報》引述南昌鐵路局相關工作人員指，該動車司機不足30歲，除他之外，還有各工種的相關工作人員接受調查。
而中廣網報道指，國家安監總局原定周二早上向傳媒匯報撞火車事故，但由於鐵道部主要官員要返回北京，向國務院報告事故，因此延至周三下午發布。