Экипаж 397 летного отряда выполнял облет самолета в варианте опрыскивателя с полным полетным весом перед вылетом на оперативную точку для производства АХР. В бак для химжидкости было заправлено 1000 литров воды. На борту также находилось 659 кг топлива и 571 кг технического имущества. В состав экипажа входил проверяющий - зам .к-ра АЭ. Взлет с ГВПП №4 а/п Уфа начат в 14:25:17 мск с МК=321° с закрылками на 30°. Согласно расчетам комиссии, взлетная масса самолета составляла 6029 кг, что превышало предельно допустимую на 779 кг. Центровка при этом была задней (30,8% САХ), но не выходила за установленные пределы. В момент взлета был ветер 290° 6 м/с, порывы 9 м/с, температура наружного воздуха +26°С. Пробежав 250-280 м, что меньше расчетной длины разбега при данной взлетной массе и условиях взлета на 95-65 м, самолет отделился на скорости 76,5 км/ч (меньше необходимой на 8,5 км/ч). Набрав высоту 3-4 м, экипаж с целью облегчения массы самолета и разгона скорости произвел включение химаппаратуры для сброса воды. Далее полет продолжался с медленным набором высоты (Vy=0,322 м/с) и скорости, так как происходил на больших углах атаки и с малым избытком располагаемой мощности двигателя. При подлете к лесополосе, расположенной в 1007 м от начала летного поля (высота лесополосы составляет 15 м, что превышает допустимую согласно нормативным документам высоту для данного удаления от ВПП на 1,36 м), на расстоянии 50-60 м и на высоте 10-11 м, экипаж произвел довыпуск закрылков до 36° с целью преодоления препятствия, тем самым ухудшив аэродинамические характеристики самолета. Перед лесополосой экипаж перевел самолет в резкий набор высоты, создав перегрузку 2-2,7g и полет на закритических углах атаки. Самолет, коснувшись верхушек деревьев лесополосы в 365 м от торца КПБ длиной 110 м воздушным винтом, взмыл вверх, потерял устойчивость и управляемость, свалился на левое крыло, упал на землю в 122 м левее оси ВПП, пролетев 78 м от места столкновения с деревьями, и загорелся. Самолет остановился в перевернутом положении с левым креном 20° и углом пикирования 30°. Фюзеляж полностью сгорел по 4-й шпангоут, с 4 по 13 шпангоут сгорела верхняя часть, от 15 шпангоута - не поврежден.
    Катастрофа произошла в 14:26:35 (16:26 местного времени) на расстоянии 1 037 м от начала разбега, на пашне, в 30 м от асфальтированной дороги и в 350 м от ближайшего домика поселка (54°34’04” СШ, 55°53’50” ВД).