Экипаж выполнял полет по маршруту Баку – АБ Баграм – АБ Кэмп-Дуайер – Мары – Баку для перевозки грузов на военные базы международного контингента в Афганистане. После прибытия с АБ Баграм и разгрузки самолет направлялся в Мары на дозаправку. Груза на борту не было. Взлет производился днем в простых метеоусловиях, при высокой температуре наружного воздуха (+42°С), со встречно-боковым ветром 7 м/с с порывами 13 м/с. Во время руления бортмеханик доложил об увеличении температуры газов третьего двигателя выше допустимой. КВС в ответ попросил быть внимательней. Согласно РЛЭ, в этом случае экипаж был обязан выключить неисправный двигатель.
    Взлет осуществлялся с закрылками, отклоненными на 15°. При выполнении карты контрольных проверок была дана команда КВС об установке винтов на упор. По данным расшифровки СОК, винт двигателя №3 на упор не встал. Взлет с воздушными винтами, снятыми с гидравлического упора, запрещен РЛЭ. Двигатель №3 в процессе разбега оставался на режиме земного малого газа. Экипажем воздушный винт кнопкой КФЛ или аварийной системой зафлюгирован не был. Автоматического Зная о неисправности двигателя №3, экипаж использовал раздельное управление двигателями, задав двигателю №2 пониженный режим, чтобы не допустить значительного разворачивающего момента вправо. В процессе разбега отклонение руля направления влево было близко к предельным значениям.
    На приборной скорости около 120 км/ч, на удалении 430 м от начала разбега по бетонной ВПП длиной 2400 м воздушный винт неисправного двигателя №3 перешел на отрицательную тягу. Автоматического флюгирования воздушного винта при возникновении отрицательной тяги не произошло, так как режим его работы был менее 40° по УПРТ. В результате не удалось обеспечить необходимый градиент разгона ВС, скорости отрыва достичь не удалось, несмотря на работу трех исправных двигателей на взлетном режиме. Попытка отделения самолета от ВПП взятием штурвала на себя на скорости 220 км/ч результатов не дала. Отрыва самолета от ВПП не произошло.
    Через 70 секунд после начала разбега самолет на скорости 220 км/ч выкатился с юго-западного торца ВПП на грунт. После схода с ВПП, на расстоянии 320 м от выходного порога ВПП, при уклонении около 80 м вправо от продолженной оси ВПП, самолет столкнулся с ограждением в виде металлической сетки с колючей проволокой. В этот момент произошло разрушение правой консоли крыла, что привело к разливу топлива и возникновению пожара. В процессе движения самолета вне ВПП происходило его дальнейшее разрушение: была оторвана правая основная стойка шасси, отделилась правая консоль крыла, 3-ий, 4-ый и 1-ый двигатели были сорваны с мест штатной установки. Окончательная остановка самолета произошла на расстоянии около 600 м от выходного порога ВПП и боковом уклонении 250 м вправо от продолженной оси ВПП. Большая часть конструкции самолета была уничтожена возникшим пожаром. Экипаж и служебный пассажир (авиатехник) погибли. Двое других авиатехников получили ранения.