上海市应急联动中心21时56分接警后，迅速调派13辆消防车赶赴现场处置，首批消防力量5分种内赶到现场。根据医院保安和医务人员提供的信息，消防队员进入3楼1号手术室发现被困患者，其呼吸软管已脱落（事后发现其断口呈熔融状），将其抬至3楼楼梯口，经院方现场抢救无效死亡。在救援行动中，消防队员与医务人员将2楼30余名孕产妇、新生儿及陪护人员等成功疏散。经奋力扑救，大火于25分钟后被扑灭。

经消防部门认定，起火原因为外科大楼3楼2号手术室内北墙上方通电工作中的挂壁式空气净化器故障所致。经法医尸检，患者死因系一氧化碳中毒死亡。