Ngay sau khi vụ nổ xảy ra, Nhà máy Z121, lực lượng vũ trang Quân khu 2 phối hợp với cấp ủy, chính quyền địa phương tỉnh Phú Thọ huy động bộ đội, công an, dân quân tự vệ đến tập trung cứu chữa người và khắc phục sự cố.
Đến 12h30 đám cháy cơ bản được khống chế. Thiệt hại tính đến 14h cùng ngày, xác định có 19 công nhân của Nhà máy đã tử vong, 23 người bị thương; một số công trình, nhà xưởng bị hư hỏng nặng và một số nhà dân xung quanh bị hư hại nhẹ.
Trung tướng Lê Thanh Bình, Chính ủy Tổng cục Công nghiệp Quốc phòng cho biết, sau khi vụ cháy nổ xảy ra, Tổng cục Công nghiệp Quốc phòng đã phối hợp chặt chẽ với Quân khu 2 cùng cấp ủy, chính quyền địa phương khắc phục hậu quả sự cố trên và xác định nguyên nhân gây ra vụ cháy nổ. Đồng thời đưa số công nhân bị thương đi cứu chữa tại các bệnh viện ở địa phương và Trung ương; kịp thời thực hiện chính sách đối với những trường hợp tử vong và bị thương; ổn định tư tưởng cho cán bộ, công nhân viên Nhà máy và nhân dân địa phương.
Cũng theo Trung tướng Lê Thanh Bình, Tổng cục Công nghiệp Quốc phòng đã quyết định hỗ trợ mỗi gia đình có công nhân bị chết 5 triệu đồng và 3 triệu đồng đối với mỗi công nhân bị thương. Bên cạnh đó, Bộ Quốc phòng quyết định hỗ trợ đối với mỗi gia đình có người chết 50 triệu đồng, gia đình có người bị thương 10 triệu đồng.
Nguyên nhân sơ bộ ban đầu được xác định là do thuốc pháo hoa tự bốc cháy, gây cháy kho, dẫn đến nổ và cháy lan sang phân xưởng sản xuất.