Экипаж авиаотряда завода №153 им. Чкалова МАП СССР в составе командира корабля, второго пилота, бортмеханика, бортрадиста и инженера отряда по заданию министерства выполнял транспортный полет по маршруту Запорожье – Москва (Захарково) – Казань – Свердловск – Новосибирск. В а/п Кольцово экипаж остался на ночевку.
    После нормального предполетного отдыха экипаж в 05:15 мск явился на аэродром для подготовки к полету. Фактическая погода на аэродроме была: облачность 5-10 баллов верхняя, средняя, без осадков, видимость 4-10 км, слабая изморозь, температура -20°С, тихо, давление 759,8 мм рт.ст.
    В 06:35 (на 15 минут раньше планового срока вылета) командир корабля получил разрешение вырулить на старт, но сразу после выруливания был возвращен обратно на линейку дежурным по полетам, который заметил, что самолет недостаточно хорошо очищен от инея, и потребовал вторичной очистки. Зарулив на стоянку ЛЭРМ, экипаж своими силами начал вторично обметать самолет и в 06:47, то есть, за 3 минуты до планового срока вылета снова запросил разрешение на выруливание. В 06:50 с СКП дано разрешение на взлет.
    Загрузка самолета составляла 1300 кг груза. Характер взлета был необычным: хвост перед отрывом был поднят очень мало, высота его подъема (0,5 м) соответствовала скорости отрыва не более 110 км/ч, а длина разбега составила около 420 м. После отрыва самолет без выдерживания и на предельно малой скорости набрал высоту около 3-5 м с выпущенными шасси, накренился на левое крыло и вошел в левый разворот. Попытка командира корабля выровнять самолет элеронами дачей штурвала до отказа вправо закончилась образованием правого крена и полной потерей скорости. Самолет уже не слушался рулей и с правым креном свалился на правое крыло и на нос. Вследствие удара о землю разрушилась правая плоскость, снесены шасси, разрушен и деформирован фюзеляж: в передней части по 15 шпангоут, в хвостовой части – от 35 шпангоута, перебиты лонжероны центроплана, разрушен стабилизатор, деформированы винты. Самолет ремонту не подлежит, моторы подлежат переборке. Члены экипажа получили ушибы.
    При осмотре самолета непосредственно после аварии поверхности самолета были чистыми, струбцины на рулях и элеронах, а также чехла на ПВД и подушек в тоннелях маслорадиаторов не было.