В Летном центре УУЗ и БП ГУ ГВФ выполнялись тренировочные полеты из а/п Новосибирск, которые предусматривали взлет с загрузкой, самостоятельную тренировку взлета и посадки и самостоятельный полет в зону. С 07:30 было произведено по 2 контрольных полета с 4-мя пилотами-слушателями - взлеты с загрузкой, один самостоятельный полет в зону двух пилотов-слушателей и самостоятельные тренировки взлета и посадки: два пилота-слушателя - 6 полетов, два пилота-слушателя - 3 полета. Перед последним взлетом самолет налетал 3 часа 45 минут на левом переднем баке. За 1 час 20 минут до катастрофы бортмеханик-инструктор переключил 4-х ходовой бензокран на передний правый бак, но при этом ошибочно поставил его не на передний правый бак, а в промежуточное положение между левым и правым передними баками. В момент переключения в левом переднем баке было 150 литров бензина, в правом переднем баке - 760 литров. Задние баки были полными - по 750-760 литров. Из-за того, что бензокран стоял в промежуточном положении, расход бензина с момента переключения баков и до момента отказа левого мотора (в течение 1 часа 20 минут) происходил из обоих передних баков, то есть, из левого переднего бака израсходовались почти последние 150 литров, а из правого - 200-230 литров - всего из двух баков израсходовано 350-380 литров бензина. После израсходования бензина из левого бака начался подсос воздуха, который и вызвал остановку левого мотора. Правый мотор в момент удара о землю также или остановился или резко сбавил обороты. Отказ левого мотора, по показаниям экипажа и наблюдателя со старта, произошел над границей аэродрома, то есть в 700 м от места катастрофы.
    После отрыва самолет имел некоторое отклонение влево, затем был переведен в большой набор высоты, чтобы избежать столкновения с телефонной линией, проходящей поперек направления взлета на расстоянии 300 м от границы летного поля. За телефонной линией самолет несколько снизился и перед самым лесом опять был переведен в еще больший набор высоты, очевидно для избежания столкновения с лесом. Взлет до момента отказа мотора производил первый пилот, после чего второй пилот вмешался в управление, отдал приказ бортмеханику-инструктору держать сектора газа и пытался производить полет на одном моторе. Первый пилот после вмешательства в управления второго пилота перестал выполнять свою роль первого пилота, уступил управление второму пилоту и только за несколько секунд до столкновения самолета с лесом создал резко левый крен, рассчитывая на лучший исход неизбежного, как он считал, авиационного происшествия.
    Бортмеханик-инструктор вместо того, чтобы немедленно убрать шасси и этим облегчить набор высоты на одном моторе, а затем определить причины сдачи мотора и принять необходимые меры, выполнял распоряжение второго пилота и держал секторы газа, и еще, по его показаниям, «шуровал сектором газа и ручной помпой - качал бензин». Бортмеханик-слушатель, находясь во время отказа мотора позади бортмеханика-инструктора, услышав плохую работу левого мотора, выскочил в пассажирскую кабину и наблюдал за работой левого мотора.
    Самолет перед самым лесом, вследствие взятия штурвала на себя вторым пилотом, набрал некоторую высоту и, не имея достаточной скорости, пролетев со снижением над лесом 300 м, ударился правым крылом о сосну. После первого удара правым крылом о дерево и добавления левого крена первым пилотом (за 100 м до места катастрофы) самолет продолжал свое движение вперед с левым креном, снижаясь и ломая деревья.
    По прибытии на место катастрофы (1 км северо-западнее а/п Новосибирск) самолет обнаружен стоящим правым колесом на земле и висящим остатками левой плоскости и хвостовой частью фюзеляжа на деревьях. Левый мотор вместе с моторамой оборвался и, вися на левом нижнем узле, горел. Пожар потушен сотрудниками Летного центра.
    Второй пилот получил тяжелые ранения и скончался в больнице. Остальные члены экипажа получили легкие ранения.