Экипаж произвел взлет в а/п Томск в 10:10 местного времени. При полете по маршруту на эшелоне 6 000 м, через 1 час 26 мин. после взлета, в кабине экипажа произошло срабатывание светосигнализатора «стружка в масле» левого двигателя, о чем в 10:36:15 доложил бортмеханик. Параметры левой СУ оставались в норме. Экипаж продолжил полет по маршруту и через 4 минуты вошел в зону ответственности Нижневартовского УВД, установив в 10:40:13 связь с диспетчером подхода. После завершения связи с диспетчером КВС уточнил у второго пилота расстояние до Сургута и Нижневартовска (согласно данным второго пилота, расстояние до Сургута составляло 320 км, а до Нижневартовска - 157 км)
    В 10:44:28, КВС, почувствовав запах гари в кабине, проинформировал об этом экипаж и принял решение следовать на запасной аэродром Нижневартовск, о чем второй пилот сообщил диспетчеру и получил от него разрешение на снижение до 4 800 м. Левому двигателю был установлен режим полетного малого газа, отбор воздуха от этого двигателя был закрыт. Экипаж приступил к снижению. Давление масла в левом двигателе начало уменьшаться до 3,5 кг/см2 и ниже (по ТУ давление масла в двигателе должно быть не менее 3,5 кг/см2), затем давление восстановилось до минимального значения. В 10:49 экипаж занял разрешенный диспетчером эшелон 4 800 м и получил разрешение на дальнейшее снижение до 1 800 м. Для сокращения времени полета диспетчер разрешил экипажу спрямить маршрут и следовать курсом на привод а/п Нижневартовск (с МК=280°). В процессе снижения, в 10:52:12, на высоте 3 600 м и удалении 77 км от а/п Нижневартовск, произошло срабатывание светосигнализатора "опасная вибрация" левого двигателя с одновременным уходом стрелки измерителя вибрации ИВ-41 за допустимые пределы (по данным бортмеханика, более 6,5 ед. при максимальном значении на шкале прибора - 6 ед). В соответствии с РЛЭ, при достижении уровня вибрации до величины 6 ед. и более, двигатель выключается с флюгированием воздушного винта. По команде КВС бортмеханик выключил левый двигатель с флюгированием воздушного винта кнопкой КФЛ-37, закрыл пожарный кран, продублировал гидрофлюгером. Фактически, как было установлено при расследовании, из-за короткого замыкания в электропроводке, вызванного пожаром, закрытия пожарного крана после выполнения этой операции бортмехаником, не произошло. Убедившись визуально в флюгировании воздушного винта левого двигателя, КВС увидел языки пламени из подкапотного пространства. Одновременно с этим сработали сигнализация о пожаре и первая очередь пожаротушения. По команде КВС бортмеханик выключил подкачивающие насосы и закрыл стоп-кран левого двигателя. Пожар продолжался. В 10:53:19 экипаж на удалении 63 км от Нижневартовска доложил о пожаре диспетчеру. Бортмеханик привел в действие вторую очередь пожаротушения. Пожар не был ликвидирован. В 10:53:59 КВС принял решение об экстренном снижении и посадке на реку Обь, которую он увидел в разрыве облаков. Экстренное снижение выполнялось с левым разворотом с креном более 32°. Перед выполнением посадки бортмеханик выключил правый двигатель с флюгированием воздушного винта кнопкой КФЛ-37. В момент приводнения (в 10:56:08), которое производилось с МК=255° на скорости 240 км/ч, произошло отделение левой СУ (сорвана с узлов крепления с отделением воздушного винта вместе с редуктором) с вырывом левой опоры шасси из ниши. При дальнейшем движении ВС столкнулось с подводным препятствием – неровностью дна. В результате обшивка нижней части фюзеляжа разрушилась и при значительном воздействии напора воды произошло отделение хвостовой части по шп. 35-37. Вследствие инерционных нагрузок от крыла разрушились и деформировались верхние панели фюзеляжа между шп 14…22. Пассажирский салон был частично затоплен водой. Эвакуация пассажиров происходила через аварийный люк в кабине экипажа, а также через образовавшийся разлом в хвостовой части фюзеляжа. 7 пассажиров погибли. 10 пассажиров получили различные ранения. Самолет находился на песчаной косе реки на мелководье (глубина 0,2…1 м) в 15 м от левого берега на удалении 17,8 км от КТА а/д Стрежевой с азимутом 223°.
    Фактическая погода за 11:55: штиль, видимость более 10 км, атмосферных явлений нет, облачность сплошная слоистая, слоисто-кучевая высотой 420 м, температура плюс 12° С, давление 748 мм рт.ст. Прогноз на посадку - временами видимость 2 000 м, дымка, вертикальная видимость 90 м.