Экипаж 12 ато произвел взлет в а/п Хабаровск в 05:50 мск 22 августа. После посадки в Николаевске-на-Амуре в 08:10 экипаж остался на ночевку в связи с нехваткой светлого времени суток для продолжения полета. На самолете было проведено послеполетное техническое обслуживание, не выявившее каких-либо значительных дефектов. Взлет произведен на следующий день в 01:45 мск. На борту находились 11 пассажиров и груз весом 860 кг (самолет По-2 СССР-Т743). Фактическая погода при вылете в а/п Николаевск была следующей: облачность 10 баллов высотой 250 м, видимость 10 км. На маршруте прогнозировалась следующая погода: облачность 7-10 баллов, слоисто-кучевая высотой 300-600 м и средняя, видимость более 10 км. На высоте эшелона 3 000 м при полете над облаками с верхней кромкой 1 500 м в районе Шантарских островов через 1 ч. 10 мин. после взлета экипаж услышал сильный хлопок, похожий на взрыв, и ощутил резкую вибрацию правой моторной установки и всей конструкции самолета. Это явилось следствием отрыва куска лопасти №4 винта АВ-9В правого мотора. Оторвавшийся кусок лопасти пробил обшивку фюзеляжа, перерезал все трубопроводы гидросистемы в правом тоннеле фюзеляжа, троса управления моторами и замками шасси и большую часть жгута электропроводки, в том числе электропроводку флюгирования винтов. Ударившись о цилиндр аварийного выпуска передней ноги шасси, он срикошетил вверх. Пробив половые балки и металлический пол фюзеляжа, кусок лопасти тяжело ранил в обе ноги бортмеханика, который в этот момент производил осмотр моторов через окна грузовой кабины самолета. Затем он, пробив торцевую нервюру и первый крест-расчалку верхней левой плоскости самолета По-2, застрял внутри его плоскости. При отрыве лопасти правый мотор самопроизвольно изменил режим работы – с 660 мм рт.ст. наддув повысился до 800 мм рт.ст. при оборотах 2 200 об/мин, вызывая очень сильную вибрацию всей конструкции самолета. Устранить вибрацию путем выключения правого мотора и флюгирования его винта экипажу не удалось, т.к. троса управления мотором и электропроводка флюгирования были разрушены. Выключение мотора посредством выключения зажигания приводило к усилению вибрации, что, по-видимому, связано с появлением резонансных колебаний конструкции самолета с уменьшением оборотов мотора до 1000-1200 об/мин. Ввиду невозможности устранить вибрацию самолета, КВС принял правильное решение возвращаться в а/п Николаевск. Дальнейший полет происходил со снижением, так как левый мотор работал на режиме 950 мм рт.ст. и 2 000 об/мин и мощность не увеличивал, а затем самопроизвольно уменьшил наддув до 800 мм рт.ст. За время полета на правом моторе дважды появлялось пламя, которое ликвидировалось экипажем путем выключения зажигания мотора. В полете, от вибрации, произошло разрушение кольца и подкосов моторной рамы правой моторной установки, вследствие чего ее передняя часть опустилась вниз под углом 20-30°, что увеличило сопротивление и создало угрозу обрыва всей правой моторной установки в полете. На высоте 1200-1300 м самолет вошел в облачность, которую пришлось пробивать до высоты 100-150 м в условиях горной местности с высотой сопок до 1 200 м. Рассчитав, что до Николаевска при скорости снижения 2-4 м/с не дотянуть, и, зная рельеф местности, КВС, умело используя радиосредства, вёл самолет с расчетом снизиться в долине озер Орель и Чля, находящихся на линии пути, что и было им выполнено. На высоте 100-150 м самолет вышел из облачности над берегом озера Чля. Выбрав пригодную для посадки площадку, КВС развернул самолет и в 04:10 произвел посадку с убранными шасси на овсяное поле вблизи комбината Чля (55 км северо-западнее а/п Николаевск). Раненый бортмеханик скончался от потери крови на месте посадки через два часа после нее. Остальные пассажиры и члены экипажа не пострадали. Самолет получил повреждения, характерные для посадки с убранными шасси.