Экипаж 3 ато под командованием КВС Быкова выполнял грузовой рейс №38 Свердловск – Москва и произвел промежуточную посадку в а/п Казань. На борту находился груз – провода ПБД (1085 кг), шприцы (225 кг), детали самоходного комбайна (780 кг) и почта. Прогноз погоды, полученный перед взлетом, был следующим: облачность 10 баллов, слоистая, высотой 200-300 м, дымка, видимость 4-10 км. Фактическая погода за 05:50 мск была – облачность 10 баллов, слоистая, высотой 200 м, видимость 6 км, дымка. Взлетевший в 06:30 экипаж Ли-2 №4426 доложил обледенение на высоте 1 100 м. После его взлета начался снегопад. Экипаж Быкова начал руление на старт в 06:40 и произвел взлет в 06:50. Во время выруливания и взлета самолета шел мокрый снег, который в дальнейшем перешел в морось, давшую интенсивное обледенение самолетов на земле. После нормального взлета с МК=150° экипаж убрал шасси и перешел в набор высоты. В условиях интенсивного обледенения в режиме набора высоты на высоте 15-20 м из-за обледенения карбюраторов моторы стали давать перебои в работе. Левый мотор при этом резко сдал. Самолет с креном 25-30° и потерей высоты развернулся влево от направления полета на 45°. Экипаж дал полный газ. В это время самолет коснулся обоими винтами и колесами землю. Лопасти винтов деформировались, но самолет, имея некоторый запас скорости и увеличившуюся тягу моторов, продолжал полет. На расстоянии 126 м от места первого касания в воздухе оторвался кусок лопасти левого винта. Пролетев еще 424 м, самолет потерял скорость и с левым креном крылом ударился о землю. Смяв левую плоскость, самолет резко развернулся влево и ударился носовой частью и мотором. Развернувшись на 180°, он продвинулся хвостом вперед 74 м по заснеженному полю. Носовая часть фюзеляжа была разрушена по 14 шпангоут. Второй пилот получил тяжелые ранения, остальные члены экипажа погибли.
    Техническая комиссия установила наличие льда в правом карбюраторе и закупорку льдом воздушных каналов левого карбюратора при выключенном подогреве воздуха.