Экипаж 277 летного отряда произвел взлет в а/п Ростов-на-Дону в 14:55. Прогноз погоды по маршруту предусматривал: облачность 2-5 баллов кучевая, слоисто-кучевая с верхней границей 2000-2500 м и 3-7 баллов верхняя, ветер на высоте 7-8 км неустойчивый 10-20 км/ч, слабая болтанка. Фактическая погода соответствовала предусмотренной прогнозом. Через 19 минут после взлета экипаж доложил о пролете Донецка на высоте 8 400 м. Диспетчер дал команду энергичней занять эшелон 9 000 м в связи с нахождением на высоте 8 400 м встречного борта. В 15:16 экипаж доложил занятие эшелона 9 000 м. В 15:31 экипаж доложил юго-западному сектору Харьковского РДП о пролете Днепропетровска и дал расчетное время пролета контрольного пункта Кременчуг в 15:41. В это время экипаж должен был выйти на связь с РДП в следующий раз. Путевая скорость полета составляла 852 км/ч. Связь самолета с землей происходила в спокойной обстановке, интонация голоса была спокойной и четкой. В 15:37 на трассе с борта было передано короткое сообщение: «Сорок пять…ноль…двенадцать». На этом сообщение прервалось и больше связи с экипажем не было. Отсутствие обращения к Харьковской РДС, в зоне которой находился самолет, небольшая пауза после слов «сорок пять», более длительная пауза после слова «ноль» и возбужденная интонация голоса, больше похожая на выкрик, при произношении слова «двенадцать» с последующим выключением передатчика, подтверждают факт возникновения в этот момент аварийной ситуации на самолете и в дальнейшей невозможности у экипажа сообщить о ее причине. Самолет упал в 90 км от Днепропетровска и в 57 км от Кременчуга между селами Лиховка и Заполички в 9 км левее трассы. Комиссией установлено, что с высоты 9 000 м самолет перешел в крутое снижение с левым разворотом. Совершив левую крутую спираль, самолет развернулся на 266° и на скорости около 950 км/ч с левым креном и под углом 70-75° столкнулся с землей и полностью разрушился, оставив глубокую воронку на кукурузном поле. Разрушения самолета в воздухе не было. Признаков столкновения в воздухе с каким-либо объектом не обнаружено. Стрельб и запусков беспилотных средств воинскими частями в данном районе не производилось. Запуски радиозондов производились в других районах и в указанное время они не могли находится в районе катастрофы. На ленте КЗ-63 записи полета не обнаружено. Триммер руля направления был найден отклоненным полностью вправо, триммер первого элерона – отклоненным полностью вверх. Шасси, закрылки, подфюзеляжный щиток и интерцепторы находились в убранном положении. Двигатели работали в режиме малого газа. В процессе развития аварийной ситуации имело место экстренное снижение, которое, согласно РЛЭ предусмотрено при разгерметизации и пожаре в воздухе. Полное отклонение триммеров руля направления и одного из элеронов при разгоне самолета в этом случае могло усугубить аварийную ситуацию и усложнить пилотирование самолета. Левый и правый двигатель находились в воронке на глубине 4,5 и 5 м на расстоянии 1-1,5 м друг от друга. Левый двигатель следов пожара не имеет. Правый двигатель значительно обгорел, особенно в верхней части. Также следы пожара обнаружены на деталях и трубопроводах системы кондиционирования, идущих от правого двигателя. Подкосы крепления двигателя имели деформацию. Выдвинутая в связи с этим инженерно-технической подкомиссией версия о пожаре в правом двигателе и возможностью отравления экипажа продуктами горения в дальнейшем подтверждения не нашла. Пожара в полете не было. Все следы от воздействия огня возникли во время наземного пожара.