Экипаж произвел взлет в а/п Внуково в 14:34. Полет проходил на эшелоне 8 000 м. Верхняя граница облаков на участке Воронеж-Ростов была 1 500-1600 м. В 15:47 экипаж доложил о входе в зону ГРДП Ростов с путевой скоростью 630 км/ч. В 15:52 ГРДП передал сообщение о местонахождении самолета: азимут 5°, удаление 240 км. Экипаж подтвердил. В 15:59 диспетчер ГРДП передал, что самолет прошел траверз Луганска. Ответа не последовало и на дальнейшие вызовы экипаж не отвечал. Отметка самолета на светоплане радиолокатора быстро исчезла.
    Самолет был обнаружен в 10 км восточнее хутора Чеботовка (18 км юго-западнее села Верхняя Тарасовка) на заснеженном поле в 80 м южнее шоссе Верхняя Тарасовка-Чеботовка полностью разрушенным и сгоревшим. Столкновение с землей в 16:00 произошло на очень большой скорости под углом 107° к горизонту с небольшим креном на левое крыло. Силовые установки вошли в землю на глубину 3,5-5 м. Обломки разбросаны на северо-запад на 300-350 м. Обломки правой ОЧК и левого и правого закрылков обнаружены юго-западнее на удалении 103-1 000 м от места столкновения с землей. Таким образом, на месте падения обнаружены все основные части самолета. Разрушение и обрыв закрылков и правой ОЧК произошло до удара об землю во время падения самолета. До отрыва закрылков от крыла они находились в полностью выпущенном положении 40°. Шасси находились в убранном положении.