Theo thông tin ban đầu, vào khoảng 5 giờ sáng cùng ngày, người dân khu vực phát hiện khói và lửa bốc lên dữ dội từ căn nhà. Mặc dù đã nhanh chóng hô hoán và cố gắng sử dụng các phương tiện chữa cháy tại chỗ để dập lửa, nhưng do đám cháy bùng phát quá nhanh, mọi nỗ lực ban đầu đều không thành công.
Ngay sau khi nhận được tin báo khẩn cấp, Công an thành phố Hà Nội đã lập tức điều động nhiều đội Cảnh sát Phòng cháy chữa cháy và Cứu nạn cứu hộ. Hơn 30 cán bộ, chiến sĩ cùng bốn xe chữa cháy chuyên dụng đã khẩn trương di chuyển đến hiện trường để ứng cứu.
Lực lượng chức năng nhận định, hiện trường vụ cháy đặt ra nhiều thách thức lớn. Ngôi nhà có diện tích sàn hẹp, chỉ khoảng 25 mét vuông, lại nằm trong con ngõ nhỏ và cách mặt đường lớn tới 300 mét. Điều kiện này đã gây khó khăn rất nhiều cho việc tiếp cận hiện trường và triển khai công tác cứu hỏa. Thời điểm cảnh sát có mặt, ngọn lửa đã lan rộng bao trùm toàn bộ căn nhà, khói độc tỏa ra dày đặc.
Cảnh sát chữa cháy buộc phải sử dụng bình thở chuyên dụng để tạo điều kiện tiến sâu vào bên trong, tìm kiếm và giải cứu những người có khả năng còn mắc kẹt. Song song với đó, các mũi tấn công dập lửa cũng được triển khai để khống chế ngọn lửa, ngăn chặn nguy cơ cháy lan sang các nhà lân cận.
Đến khoảng 6 giờ sáng, đám cháy cơ bản được kiểm soát. Toàn bộ ngọn lửa được dập tắt hoàn toàn vào lúc 6 giờ 15 phút. Trong quá trình tìm kiếm, lực lượng chức năng đã phát hiện năm nạn nhân đã tử vong.
Ngay sau khi vụ việc xảy ra, Chủ tịch Ủy ban nhân dân thành phố Hà Nội Trần Sỹ Thanh đã nhanh chóng có mặt tại hiện trường để trực tiếp chỉ đạo công tác khắc phục hậu quả, đồng thời gửi lời thăm hỏi sâu sắc đến gia đình các nạn nhân. Cùng tham gia chỉ đạo còn có Trung tướng Nguyễn Tuấn Anh, Cục Trưởng Cục Cảnh sát Phòng cháy chữa cháy và Cứu nạn cứu hộ thuộc Bộ Công an, cùng lãnh đạo Công an thành phố Hà Nội, nhằm đảm bảo công tác điều tra nguyên nhân và cứu nạn, cứu hộ được triển khai một cách nhanh chóng và hiệu quả.