사고 발생 직후 70여명의 역무원들과 다른 사건에 출동중이던 경찰관 30여명이 즉시 사고 현장에 투입되어 사망자 및 부상자들을 인근 병원으로 분산 이송하도록 정리하였고, 김일환 교통부장관 등 교통부 관료가 총출동하여 사건 현장의 수습책을 지휘하였다. 서울역에는 곧바로 사고대책본부가 설치되었고 사망자들의 합동위령제를 사고 다음날인 27일 오후 3시 교통부 앞 광장에서 치르고 사망자들의 시신을 유가족에게 인계하고 위자료를 지불하기로 결정하였다.

이 사고로 인하여 미처 탑승하지 못한 2,300명의 승객들은 다음날 오전 0시 2분경 출발하는 임시 열차에 탑승하였으며 나머지 승객들은 이어서 새벽 2시 3분경 출발하는 임시 열차에 탑승하였다. 

사고 다음날인 1월 28일 오전 서울지검은 서울역에서 일어난 압사 사고와 관련하여 서울역 구내의 사건 현장을 답사하였고 서울역장과 서울역 여객주임 두 명을 업무상과실치사 혐의로 우선 입건하였다. 같은 날 오후 국회 교통체신위원회는 임시긴급위원회를 열고 최인규 당시 내무부 장관을 초치하여 사건의 전말과 사건과 관련된 경찰 수사에 대해 서면보고를 하고 교통부 내부의 인사조치를 단행할 것을 요구하였다. 

2월 2일 서울중앙지방법원은 2월 1일 서울지검이 서울역장과 서울역 여객주임에 대해 업무상과실치사상 혐의로 신청한 구속영장을 집행하였으며 이날 밤 11시 서울서대문경찰서에 수감되었다. 

이 사건을 계기로 임흥순 서울특별시장은 예정에 없던 동대문운동장과 효창운동장, 장충체육관의 개조 계획을 발표하였으며, 철도청 당국은 2월 10일부터 운행되는 호남선 열차의 증편을 시행한다고 밝혔다. 

이후 4월 1일 치러진 공판에서 서울역장에게 무죄, 서울역 여객주임에 대해 금고 1년 6개월을 선고하였다.

12월 28일, 서울역 압사 사고가 동아일보사가 선정한 1960년도 국내 10대 뉴스 중 하나로 선정되었다.
사망자들을 위한 합동위령제는 어디에서 진행되었나요?
교통부 앞 광장