Взлет в Омске произведен в 12:13 мск. Прогноз погоды по маршруту с 12:30-16:00: облачность средняя и мощно-кучевая с кучево-дождевой, высотой 1 000-1 500 м, 5-9 баллов, кратковременный дождь. Вторая половина пути – грозовое положение, возможна гроза. По Новосибирску с 15:00-16:00: облачность 5-7 баллов, кучево-дождевая, 1 000-1 500 м, грозовое положение, ветер неустойчивый. С 12:00 до 12:35 диспетчер а/п Омск трижды получил предупреждение о грозе, но в нарушение НПП ГВФ-47 на борт информацию не передал и указания о прекращении полета не дал. Возникновение гроз в первой половине пути прогнозом не предусматривалось. В 13:28 экипаж получил разрешение на вход в РДС Новосибирска. Экипаж с 13:00 трижды запрашивал вход в зону АДС, но связь с АДС была неустойчивой вследствие сильных атмосферных помех и была установлена только в 14:00. В течение этого времени экипаж производил полет по кругу на траверзе Новосибирска в ожидании разрешения на вход. В 14:05 диспетчер АДС разрешил подход и снижение до 700 м, когда самолет и так уже находился в зоне АДС. В 14:07 экипаж доложил: «Вошел в облачко, временами просматриваю землю». На этом связь прекратилась. Очевидцы между 14:00 и 14:10 видели самолет в грозовой облачности. КВС, вероятно, решил выйти из нее разворотом вправо. После выхода из облачности на высоте 70-100 м самолет снижался с резкими кренами до столкновения с земляной насыпью карьера высотой 4 м в 12 км от аэропорта. Столкновение произошло с правым креном под углом 65°. Разрушаясь, самолет перелетел через насыпь. Обломки загорелись. Фактическая погода на момент происшествия: грозовая облачность 10 баллов, ливневый дождь с крупным градом, сильный шквалистый ветер, ухудшение видимости до 100-200 м. Такая погода длилась в течение 10-15 мин. Облако, в которое около 14:07 самолет вошел в 6-8 км северо-восточнее аэропорта, являлось тыловой частью мощного грозового облака. Неожиданно попав в него, самолет подвергся мощным вертикальным и горизонтальным броскам. Вероятно, в это же время второй пилот и бортрадист потеряли сознание от поражения грозовым разрядом (подтверждается результатами вскрытия). Второй пилот при этом зажал штурвал, что затрудняло командиру экипажа управление самолетом. КВС резким разворотом со снижением вправо вывел самолет из облака, попав при этом в полосу сильного ливня с крупным градом и шквалом, и начал снижение на юг, а затем на юго-восток до столкновения с землей.