Theo Quyết định số 2146/QĐ-BTNMT về việc thành lập tổ kiểm tra, giám sát về bảo vệ môi trường đối với các dự án, khu công nghiệp thuộc khu kinh tế nói trên, tổ kiểm tra, giám sát do ông Lương Duy Hanh - Cục trưởng Cục Kiểm soát hoạt động bảo vệ môi trường, Tổng cục Môi trường, Bộ Tài nguyên và Môi trường làm tổ trưởng.
Ngoài ra, tổ kiểm tra còn có đại diện lãnh đạo các đơn vị có liên quan thuộc Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, Tổng cục Môi trường, Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Thanh Hóa, Ban quản lý Khu kinh tế Nghi Sơn và các khu công nghiệp, Công an tỉnh Thanh Hóa… và các chuyên gia, nhà khoa học trong và ngoài nước.
Cá nuôi lồng của ngư dân chết hàng loạt.
Tổ kiểm tra tiến hành kiểm tra từ ngày 19/9/2016 đến khi các dự án và chủ đầu tư hạ tầng Khu kinh tế Nghi Sơn hoàn thành các công trình bảo vệ môi trường được cơ quan nhà nước có thẩm quyền kiểm tra, xác nhận trước khi đưa vào vận hành (dự kiến từ năm 2016-2018). Nội dung kiểm tra bao gồm: Việc chấp hành pháp luật về bảo vệ môi trường đối với Khu kinh tế Nghi Sơn và các dự án đang đầu tư trong Khu kinh tế để kịp thời phát hiện và xử lý nghiêm vi phạm theo quy định của pháp luật hiện hành; Thống kê các nguồn thải cần phải kiểm soát trong Khu kinh tế Nghi Sơn; Giám sát hoạt động xả nước thải ra môi trường của các cơ sở và Khu kinh tế; giám sát tiến độ xây dựng các công trình bảo vệ môi trường và quá trình vận hành thử nghiệm công trình xử lý chất thải của các dự án trong Khu kinh tế Nghi Sơn và Dự án đầu tư hạ tầng, hệ thống xử lý nước thải tập trung của Khu Kinh tế Nghi Sơn; Việc thường xuyên giám sát, kiểm tra định kỳ, đột xuất việc xả thải, xử lý chất thải của các cơ sở và Khu kinh tế Nghi Sơn; sau đó tổng hợp kết quả giám sát, kiểm tra và định kỳ báo cáo Bộ trưởng Bộ Tài nguyên và Môi trường.
Trước đó, tại khu vực ven biển xã Nghi Sơn, huyện Tĩnh Gia, tỉnh Thanh Hóa đã xảy ra hiện tượng cá chết hàng loạt, ước khoảng 50 tấn cá nuôi lồng. Ngay sau đó, chiều 15/9, Bộ trưởng Bộ Tài nguyên và Môi trường Trần Hồng Hà có chỉ đạo, giao Tổng cục Môi trường khẩn trương phối hợp với UBND tỉnh Thanh Hóa xác định nguyên nhân cá chết. Bộ trưởng Trần Hồng Hà cũng yêu cầu Tổng cục Môi trường mời các chuyên gia, nhà khoa học phối hợp tham gia lấy mẫu và phân tích mẫu nước biển. Đặc biệt, Bộ trưởng yêu cầu kiểm tra thông tin về việc phát hiện tàu chở bùn thải trong dự án nạo vét ven bờ khu vực cảng Nghi Sơn đổ ra biển, đồng thời phân tích mẫu bùn thải và làm rõ nguyên nhân có liên quan, báo cáo về Bộ trước ngày 20/9/2016. Tuy nhiên, đã quá thời hạn nhiều ngày công bố nguyên nhân cá chết ở Thanh Hóa theo chỉ đạo của Bộ trưởng Tài nguyên và Môi trường Trần Hồng Hà nhưng các cơ quan chức năng vẫn chưa làm rõ được nguyên nhân báo cáo về Bộ.