Экипаж самолета Як-40 №87772 (78 летный отряд), выполнявший рейс С-31 Ростов-на-Дону – Керчь, произвел взлет в 12:47 и в 13:30:44 вышел на связь с диспетчером Западного сектора Краснодарского РЦ и доложил о входе в зону ответственности сектора и пролете траверза Краснодара на эшелоне 5 700 м. Получив подтверждение диспетчера, экипаж продолжал полет и в 13:34 доложил о пролете РНТ Новодмитриевская на эшелоне 5 700 м. В нарушение правил эшелонирования, установленных на данном участке воздушной трассы, диспетчер разрешил пролет по маршруту Геленджик – Керчь на эшелоне 5 700 м, который для направления полета самолета Як-40 являлся встречным. В 13:43, после доклада экипажа о пролете РНТ Геленджик, диспетчер не изменил эшелон полета и разрешил следовать до траверза Анапы на эшелоне 5 700 м.
    Самолет Ан-24 №46518 (105 летный отряд), выполнявший рейс №7957 Гомель – Донецк - Сочи, произвел взлет в а/п Донецк в 12:56 и следовал в а/п Сочи. В 13:32 экипаж доложил о входе в зону ответственности Западного сектора Краснодарского РЦ УВД на эшелоне 5 700 м на траверзе Приморско-Ахтарска. Диспетчер разрешил самолету следовать на Анапу на эшелоне 5 700 м, который для данного направления является попутным. В 13:47 экипаж доложил о пролете РНТ Анапа и получил разрешение диспетчера следовать к траверзу Джубги на том же эшелоне. В дальнейшем связь с обоими самолетами прекратилась. Столкновение произошло в 13:51:05 мск на встречных курсах в точке пересечения трасс (44°33’ СШ, 37° 18’ ВД) на высоте 5 700 м, над морем, в ПМУ, сверх облаков. Обломки самолётов затонули на глубине 500 – 600 м в 12-15 км от береговой черты. Все пассажиры и члены экипажей погибли.
    Часть останков пассажиров была поднята с поверхности моря. Были найдены также часть пилотских и пассажирских кресел обоих самолетов, а также элементы отделки салонов. Основные элементы конструкции самолетов, двигателей и их систем, а также самописцы МСРП-12, КЗ-63 и магнитофоны МС-61 не обнаружены.
   
    Фактическая погода в момент происшествия: облачность 3-6 баллов кучевая высотой 600-1000 м, высота верхней границы – 3500-4000 м, видимость на эшелоне 5 700 м – более 10 км.
    К моменту происшествия диспетчер отработал более 6 часов и был загружен большим объемом работы.