Экипаж выполнял АХР по борьбе с вредителями и болезнями сельскохозяйственных культур с оперативной точки «колхоз им. Свердлова» Чебоксарского р-на. 21 июля, закончив обработку полей этого колхоза, экипаж начал обрабатывать поля совхоза «Новочебоксарский». Около 15:50, на 12-м полете за день, закончив обработку картофельного поля, по показаниям сигнальщиков, самолет полетел в сторону птицефабрики «Кугесинская» (на полях которой также планировались авиахимработы). Полет проходил на малой высоте. Непосредственно перед строениями птицефабрики и лесом за ней самолет набрал высоту и летел на высоте 15-20 м над лесным массивом. По показаниям очевидцев, полет проходил ниже опор ЛЭП, находящейся неподалеку. Выполняя полет в непосредственной близости ЛЭП-220 с высотой опор 31,5 м и 25 м, в нарушение требований п.10.2.8 и 10.2.11 НПП ГА-85 и Руководства по АХР, на малой высоте, экипаж при данных метеоусловиях и особенностях окраски опор мог увидеть ЛЭП только с близкого (300-350 м) расстояния, что подтвердилось при экспериментальных полетах. По этой причине предпринятые экипажем меры по предотвращению столкновения с ЛЭП оказались запоздалыми. Самолет правой полукоробкой крыльев, с креном, столкнулся с грозозащитным проводом ЛЭП. При этом разрушился передний лонжерон правого верхнего полукрыла с последующим разрушением заднего лонжерона и отделением части правого верхнего полукрыла. Вторым проводом ЛЭП разрушен левый подкос стабилизатора и частично киль с передним левым узлом его крепления, разрушены лонжероны левой половины стабилизатора, трубы лонжерона руля высоты, оборванным проводом снесен руль направления и смята правая половина руля высоты в ее корневой части. Это привело к дальнейшему неуправляемому полету. Самолет с углом тангажа на пикирование 40-50°, с правым креном и скольжением вправо, через 195 м от места столкновения с ЛЭП, столкнулся с обочиной автомобильной дороги Кугеси - Мариинский Посад, разрушился и сгорел (фюзеляж полностью сгорел с 1 по 15 шпангоуты, с 16-го шпангоута деформирован). Экипаж погиб. Катастрофа произошла в 16:01 в 4,8 км восточнее н.п. Кугеси.
    Фактическая погода за 15:50 - ветер 100° 4 м/с, видимость более 10 км, облачность 7 баллов сл.-куч, куч.-дожд. 1100 м, 10 баллов средняя.