Экипаж произвел взлет в Бухаресте в 09:48 мск. На борту находились члены румынской правительственной делегации во главе с председателем совета министров Киву Стойкой, которые направлялась в Москву на празднование 40-летия Октябрьской революции.
    В 12:31 самолет произвел посадку в а/п Киев, откуда затем вылетел в 15:27.
    Прогноз погоды в пункте посадки с 15:00 до 21:00 предусматривал: облачность 10 баллов высотой 100-150 м и ниже 100 м, морось, дымка, видимость 1-2 км. В район а/п Внуково самолет прибыл в 17:48. Фактическая погода в это время, по наблюдениям на старте, была следующей: облачность 10 баллов высотой 60 м, туман, горизонтальная видимость 600 м, что соответствовало минимуму аэропорта. Все радиотехнические средства и радиолокатор были включены и работали исправно. Радиосвязь осуществлялась нормально.
    Экипаж по указаниям диспетчера радиолокатора РСП-4 производил правильный заход на посадку по схеме и после четвертого разворота точно вышел на предпосадочную прямую. Дальнейшее снижение до БПРМ производилось точно по глиссаде и по курсу по указаниям диспетчера. Пройдя БПРМ на установленной высоте 50 м, КВС доложил, что видит огни ВПП. Затем руководитель полетов, увидев, что самолет идет ниже положенной высоты, сразу же дал команду не снижаться. Однако КВС ее не выполнил и через 80 м после пролета БПРМ самолет стал задевать верхушки деревьев высотой 10-15 м, что продолжалось на протяжении 120 м. Затем самолет, потеряв скорость, с левым креном упал в лес и загорелся с недолетом 500 м до ВПП и в 130 м левее ее оси. Погибли секретарь коммунистической партии Румынии, кандидат в члены Политбюро Григоре Преотеаса и штурман советского экипажа. Остальные члены экипажа получили тяжелые травмы. КВС и борттехник позднее скончались в больнице. Киву Стойка и остальные члены делегации, в том числе будущий Генеральный секретарь румынской коммунистической партии Николае Чаушеску, получили легкие ранения и ушибы. Катастрофа произошла в 17:58.