Экипаж производил полеты в Арктике на ледовой разведке. В день происшествия выполнялось задание по поиску льдины для основания ледовой базы с одновременной доставкой бензина в бочках на о. Жохова. После посадки и выгрузки бочек производилась дозаправка самолета от бортовых средств в полевых условиях. В результате местного перегрева в непосредственной близости от выхлопной трубы двигателя ОДВ-300, приводящего генератор ГСН-3000 в качестве резервного источника электропитания, загорелась внутренняя обшивка по левому борту фюзеляжа между шпангоутами №№ 32 и 33, что привело к пожару в грузовой кабине. Пламя быстро распространилось, экипаж покинул самолет, который после взрыва дополнительных внутрифюзеляжных баков емкостью свыше 2000 л, полностью сгорел.