В день происшествия экипажи двух самолетов Ан-2 №91762 и №91775 80 летного отряда выполняли полеты из Волгограда. Имевший санзадание экипаж Ан-2 №91762 произвел взлет в 10:20 мск для полета по маршруту Волгоград – Клетская – Михайловка. На борту находилось два врача. В 10:29 произвел взлет Ан-2 №91775. Экипаж имел задание по облету оперативных точек АХР по маршруту с посадками в Букановской и совхозе Вильямса Новоаннинского р-на и оказания технической помощи. На борту находился служебный пассажир – инженер отдела ПАНХ. До выхода из зоны МДП МВЛ Волгограда самолеты следовали по одному маршруту.
    В 10:56 экипаж Ан-2 №91775 доложил о входе в зону КДП МВЛ Серафимович. В 10:57 экипаж Ан-2 №91762 произвел посадку в Клетской и доложил о посадке в 10:58 на КДП МВЛ Серафимович. После высадки одного врача самолет произвел взлет в 11:03. Диспетчер-информатор КДП МВЛ Серафимович, получив сообщение о взлете Ан-2 №91762, дал указание экипажу следовать на высоте 400 м и доложить пролет Зимняцкого. До набора заданной высоты второй пилот занимался оформлением полетной документации и за правой полусферой не следил. После взлета и левого разворота самолет продолжил полет на высоте 400 м с МК=335°. КВС не предупредил диспетчера-информатора, что при следовании на Зимняцкий он будет пересекать трассу МВЛ Сиротинская – Серафимович, и, не получив от диспетчера разрешение на ее пересечение, продолжал полет. В это время по данной трассе в сторону а/п Серафимович на высоте 400 м с МК=290° следовал Ан-2 №91775. Экипажи обоих самолетов визуальной осмотрительностью в полете не занимались, радиоосмотрительностью пренебрегли.
    В 11:10, в простых метеоусловиях (видимость 20 км) при хорошем солнечном освещении самолеты сблизились и столкнулись под углом 45° на высоте 400 м по приведенному давлению (истинная высота 300 м) в 10 км южнее н.п. Клетско-Почтовский. В последний момент КВС, увидев через правое переднее стекло второго пилота другой самолет Ан-2, резко взял штурвал на себя с одновременной попыткой отворота вправо. Однако Ан-2 №91762 воздушным винтом разрушил левую половину стабилизатора Ан-2 №91775, который, после разрушения хвостового оперения перешел в неуправляемое снижение с большой вертикальной скоростью, столкнулся с землей под углом около 50°, разрушился и сгорел. Оба пилота и служебный пассажир погибли. Катастрофа произошла на сильно пересеченной местности с группами небольших деревьев. Разброс обломков составил 854 м.
    У Ан-2 №91762 из-за повреждения воздушного винта и появившегося дисбаланса возникла сильная тряска. В результате дальнейшее продолжение полета стало невозможно. Экипаж произвел вынужденную посадку на сильно пересеченной местности в 2 км севернее места происшествия. Никто из находившихся на борту не пострадал. В процессе снижения КВС трижды передал на КДП Серафимович о столкновении с «каким-то самолетом Ан-2».
    У Ан-2 №91762 разрушен 1-ый шпангоут, деформирована обшивка слева, разрушена обшивка нижнего крыла, поврежден воздушный винт, втулка ВВ, капоты двигателя, имеется ряд незначительных повреждений левой полукоробки крыльев и фюзеляжа слева.