В день происшествия выполнялись полеты по кругу с а/д Бугуруслан (Главный) по программе подготовки курсантов Бугурусланского летного училища ГА (филиала Санкт-Петербургского университета ГА) согласно КУЛП -2Б. На борту самолета находились пилот-инструктор и курсант.
    В процессе выполнения полётов, в 09:40, после очередного взлёта, экипаж доложил, что планирует выполнить имитацию отказа двигателя. При выполнении полета с имитацией отказа двигателя на снижении при выводе самолета в процессе правого разворота из значительного правого крена (более 40°) самолёт перешёл в левый крен с опусканием носа. и впоследствии с левым креном около 50° и углом тангажа на пикирование близким к 45° столкнулся с бетонной поверхностью РД в 150 м от торца ВПП с МК=105° и правее её продолженной оси около 40 м. В результате авиационного происшествия самолет полностью разрушился. Обломки самолета разбросаны с МК=335° на расстоянии 58 м от места первого столкновения с землей. Пожара не было. Пилот-инструктор и курсант погибли. Катастрофа произошла в 09:48.
    В результате судебно-химического исследования трупа пилота-инструктора, обнаружен этанол в концентрации 0,7‰ в крови и 0.3‰ в моче (легкая степень алкогольного опьянения). В крови курсанта алкоголя не обнаружено, однако в организме обоих членов экипажа найдены химические вещества, наличие которых свидетельствует об употреблении ими суррогатного алкоголя накануне дня полетов. Исходя из соотношения количества алкоголя в крови и моче пилота-инструктора, можно утверждать о дополнительном употреблении им алкоголя незадолго до вылета (за полтора - два часа).
    Наиболее вероятно, при выполнении имитации отказа двигателя правый разворот со снижением выполнялся экипажем с нерасчётными параметрами. В дальнейшем нескоординированные действия рулями управления привели к выводу самолёта на закритические углы атаки и режим сваливания. Наиболее вероятно, что после срабатывания звуковой сигнализации приближения выхода на критические углы атаки экипаж предпринял меры для вывода самолета из правого крена и увеличения режима работы двигателя. Наиболее вероятно, ошибочные или запоздалые действия экипажа органами управления самолётом и двигателем привели к неуправляемому кренению самолёта на левую плоскость крыла и резкому снижению, а малая высота полёта не позволила экипажу исправить создавшееся положение. Сваливанию самолета могли также способствовать некоординированные, противоположные воздействия пилота-инструктора и курсанта на органы управления.
    Данный вид полёта с имитацией отказа двигателя не предусмотрен в КУЛП Б-2. Принятое решение по выполнению данной имитации могло быть результатом воздействия лёгкой степени опьянения. Состояние повышенной возбудимости, эйфории и переоценки своих возможностей, свойственное легкой степени опьянения, могло привести пилота-инструктора к принятию решения по выполнению элемента полёта, не указанного в программе лётной подготовки курсантов.