Olyckan skedde vid 15.30 på länsväg 272 mellan Jumkils kyrka och Blacksta, en dryg mil nordväst om Uppsala.
Totalt färdades åtta personer i bilarna och alla fördes till Akademiska sjukhuset i Uppsala där en kvinna senare avled.
– Två personer vårdas på intensivvårdsavdelningen med allvarliga skador, övriga fem ska inte vara allvarligt skadade, sade Tommy Karlsson, vakthavande befäl hos polisen i Uppsala, på måndagen.
Vid klockan åtta på tisdagsmorgonen var läget oförändrat för de två allvarligt skadade personerna. Akademiska sjukhuset hade ingen mer information att ge.
Vad som orsakade olyckan är fortfarande oklart.
- Vi ska reda ut vad olyckan berodde på, säger Torsten Hemlin, vakthavande befäl vid Uppsalapolisen på tisdagsmorgonen.
Vägen hölls avstängd i närmare två timmar efter olyckan och räddningsarbetet var omfattande.
– Totalt hade vi sex ambulanser, en helikopter och tre räddningsfordon på olycksplatsen, säger Lars Bergström på räddningstjänsten i Uppsala.
– Vi har fått veta att det var två bilar som bara fortsatte förbi och inte stannade. De var bland de första bilarna på plats, säger Tommy Karlsson till TT och fortsätter:
– Jag vill inte döma någon, men man ska kanske tänka på att man kan hjälpa till.