O governador da região disse que a colisão foi tão violenta que os dois primeiros vagões do trem de passageiros "não existem mais".
Um trem de passageiros que viajava de Atenas para a cidade de Thessaloniki, no norte, colidiu com um trem de carga nos arredores de Larissa pouco antes da meia-noite.
A colisão ocorreu quando o trem de passageiros emergiu de um túnel próximo ao Vale de Tempe, desfiladeiro que separa as regiões da Tessália e da Macedônia.
A polícia disse que vários vagões saíram dos trilhos, com pelo menos três deles pegando fogo.
Acredita-se que muitas das vítimas sejam estudantes universitários.
O governador regional da Tessália, Kostas Agorastos, disse que 250 sobreviventes foram evacuados para Thessaloniki em ônibus.
A colisão foi tão violenta que os dois primeiros vagões do trem de passageiros "não existem mais", disse ele à televisão Skai.
"Eles estavam viajando em grande velocidade e um (motorista) não sabia que o outro estava chegando", disse ele.
Sobreviventes disseram que vários passageiros foram arremessados pelas janelas devido ao impacto. Algumas vítimas foram encontradas a até 40 metros de distância.
Um passageiro que escapou do quinto vagão disse à rede de televisão: "As janelas estavam sendo quebradas e as pessoas gritavam..."
A operadora ferroviária Hellenic Train expressou "sua profunda tristeza pelo trágico acidente" e disse que o trem de passageiros tinha cerca de 350 pessoas a bordo.
Autoridades disseram que isso inclui estudantes universitários voltando para casa após um longo fim de semana de feriado marcando o início da quaresma ortodoxa grega.
"Esta é uma tragédia terrível que é difícil de compreender", disse a vice-ministra da saúde, Mina Gaga. "Sinto muito pelos pais dessas crianças."
O governo declarou três dias de luto nacional até sexta-feira, com bandeiras hasteadas a meio mastro em homenagem às vítimas. O primeiro-ministro grego, Kyriakos Mitsotakis, visitaria o local no final do dia.
A presidente grega, Katerina Sakellaropoulou, disse que estava interrompendo uma visita à Moldávia para retornar à Grécia.
"Esta é uma tragédia indescritível", disse o porta-voz do governo Giannis Oikonomou.
SIGA NOSSAS REDES