Berdasarkan hasil investigasi Komite Keselamatan Transportasi Nasional AS (NTSB), penyebab utama keruntuhan jembatan I-35W adalah kapasitas beban pelat buhul terlalu tipis.

Pelat buhul setebal 0,5 inci tersebut mengalami ketidakstabilan pergeseran. Sedangkan beban yang ditanggung oleh jembatan itu begitu berat. Selain itu, kurangnya peninjauan desain yang memadai oleh pejabat transportasi tingkat Federal (FHWA) juga ikut berkontribusi dalam kecelakaan ini.