Ngay khi nhận được tin báo, lực lượng Cảnh sát PCCC và CNCH, Công an tỉnh Quảng Ngãi đã điều động lực lượng, phương tiện chuyên để triển khai tìm kiếm 2 cháu bé bị mất tích. Đến 20h52 cùng ngày, đã tìm thấy được nạn nhân đầu tiên. Sau đó tiếp tục phối hợp với các lực lượng khác để triển khai tìm nạn nhân thứ 2. Đến 23h cùng ngày, vì mực nước còn sâu, lạnh và điều kiện thiếu sáng nên lực lượng dừng tìm kiếm.
Khoảng 8h30 ngày 16.8, lực lượng Cảnh sát PCCC và CNCH đã phối hợp quần chúng nhân dân và các lực lượng tại địa phương tìm thấy thi thể nạn nhân còn lại.
Sự việc xảy ra vào khoảng 17h30 ngày 15.8, hai anh em ruột Lâm Anh Hưng (SN 2013) và Lâm Nguyễn Thành Đạt (SN 2017) cùng em V. (SN 2014) đi chơi ngang qua đoạn kênh Chính Bắc, thuộc thôn Đồng Nhơn Bắc, xã Tịnh Đông, thì Hưng và Đạt bị trượt chân ngã xuống kênh. Tại thời điểm Hưng và Đạt bị ngã, gần đó không có người nên V. vội chạy đến khu vực có nhà dân sinh sống cách đó 200m để kêu cứu. Do khoảng cách khá xa nên khi tìm được người lớn đến ứng cứu thì Hưng và Đạt đã bị nước cuốn mất tích.