Экипаж 83 летного отряда в день происшествия выполнил рейсы по маршруту Ставрополь – Грозный – Ставрополь, после чего приступил к подготовке к рейсу №6515 Ставрополь – Симферополь – Кишинев - Львов. Взлет был произведен в 18:14 мск. Экипаж занял эшелон 2 400 м и следовал по запасной трассе 29Б (Геленджик-оз. Тобечинское-Ленино-Емельяновка-Симферополь). За 10-12 минут до возникновения аварийной ситуации самолет вошел в облачность при наличии обледенения. В 19:40 экипаж доложил службе движения а/п Симферополь об отказе левого, а через 14 секунд – об отказе обоих двигателей, и принял решение снижаться в сторону суши. В дальнейшем связь с бортом прекратилась. Самолет был обнаружен 24 октября на дне Гнилого моря (Сиваш) в 10 км от берега, в 24 км юго-восточнее села Емельяновка Нижнегорского района Крымской области (45°26’ СШ, 35°10’ ВД) полностью разрушенным и затонувшим. В месте катастрофы имелась вода глубиной 2,5 м. Далее, до твердого дна, находился жидкий ил глубиной 4,5-5м. Поисковые работы и подъем частей самолета и останков погибших проводились при нулевой видимости. Разрушенные части самолет находились в радиусе 50 м от хвостовой части. В 19:41 самолет столкнулся с водой в полетной конфигурации. Первое касание водной поверхности произошло левой плоскостью и носовой частью. Хвостовая часть с большей частью правой половины стабилизатора без киля и левой половины стабилизатора была цела. Остальная конструкция самолета была разрушена на части. Работы по подъему обломков проводились с 24.10. по 18.11. и завершились обнаружением и подъемом левого двигателя. Все основные части самолета были подняты.
    Фактическая погода: в первой половине маршрута – малооблачно, видимость более 10 км. Полет проходил визуально. На участке Керчь – Емельяновка наблюдалась облачность 10 баллов высоко-кучевая, слоисто-кучевая высотой 600-800 м, верхняя граница – 3000-3500 м, видимость 10 км, ветер на эшелоне 2 400 м – 270° 40-50 км/ч. На участке от Ленино до места происшествия – наличие умеренного обледенения. По району а/п Симферополь фактическая погода за 19:25 была: облачность 10/10 баллов, кучево-дождевая высотой 1 300 м, видимость 10 км, ветер 200° 4 м/с. В облаках выше 1 000 м – сильное обледенение. Граница облачности, в которой предусматривалось сильное обледенение, проходила в 50 км северо-восточнее а/п Симферополь.