Tåget, som transporterade tomma vagnar på sträckan Milano-Turin, färdades i en hastighet av 160 kilometer i timmen när olyckan inträffade.
– Det är en enorm tragedi, säger Paolo Bodoni, borgmästare i Brandizzo, en kommun i storstadsregionen Turin.
– Det kan inte uteslutas att det kan ha varit ett kommunikationsfel, säger han och tillägger att en utredning av olyckan ska genomföras.
Den italienska järnvägsoperatören RFI meddelar att man känner "djup sorg" över det inträffade och framför kondoleanser till de omkomna arbetarnas familjer.
Lokföraren som körde tåget vid olyckan chockades, men ska ha klarat sig utan fysiska skador.