Самолет ПС-41 Т-3518 тренировочного отряда Московского управления ГВФ на период тренировки пилотов был закреплен за 4 АТО. 15 мая 1940 г. начальник штаба 4-го авиаотряда, по распоряжению командира отряда, сделал две заявки на 16 мая в диспетчерскую Московского управления ГВФ. Одна из них – на тренировочные полеты над аэродромом в 05:00 самолета Т-3518, вторая – на 12:00 на провозной полет по трассе Москва – Сталинград и обратно.
    Начатая в 05:00 тренировка закончилась в 08:30 из-за неисправности гидросистемы шасси. Самолет поступил в техобслуживание сменному инженеру. Работы закончены к 10:00 в присутствии бортмеханика и старшего инженера отряда. Самолет обслуживали авиатехник и авиамоторист.
    По окончании тренировочных полетов пилот-инструктор зашел в диспетчерскую и сообщил, что вылетает ранее срока, намеченного заявкой, по согласованию с командиром отряда. Оттуда он пошел на метеостанцию для затребования погоды раньше срока. За время нахождения самолета в техобслуживании и ожидании погоды – разрешения на вылет, экипаж ушел в санаторий на отдых. Пилот-инструктор и пилот играли в бильярдной, а бортмеханик находился у самолета.
    Получив погоду, в 10:25 самолет ПС-41 Т-3518 с грузом почты в 227 кг вылетел по маршруту Москва – Сталинград. Назначенный на рейс бортрадист в аэропорт не явился, так как его никто не предупреждал, что он назначен. Бортмеханик самолета вылетел в рейс в качестве бортмеханика-радиста, хотя не был допущен к такой должности. В результате его неподготовленности за 3 часа 20 минут рейса борт не смог связаться с землей, так как бортмеханик не знал порядка пользования рацией МРК 05 в воздухе и не знал расписания наземных станций.
    По прибытии в Сталинград начальник связи аэропорта и бортрадист проинструктировали бортмеханика о порядке настройки радиостанции и работы с землей, но, несмотря на это, вследствие недостаточной подготовки, в обратном полете в Москву он так и не смог установить радиосвязь с наземными станциями.
    Стоянка в Сталинграде заняла 2 часа 52 минуты. Во время стоянки пилот-инструктор договорился с командиром вылетающего в Москву самолета Л-3522 идти выше облаков. Л-3522 вылетел первым, но, вследствие густой облачности пилот изменил свое решение и пошел под облачностью. Т-3518 вылетел вторым с грузом 113 кг почты. После взлета самолет, набирая высоту, скрылся в облаках. На вызовы наземной радиостанции Сталинграда самолет не отвечал. По истечении 1 часа 08 минут с момента вылета самолет, пролетев от а/п Сталинград 360 км, врезался в землю с работающими моторами с положения самолета в отрицательном пикировании, при высоте облачности до 100 м. Удар произошел при скорости 750-800 км/ч. Оба мотора глубоко зарылись в землю: правый на 4,5 м, левый на 4 м. Самолет пикировал с высоты около 2800 м. Экипаж погиб, самолет разбит на 100%.
    Катастрофа произошла в 17:55 в районе Терновского свеклосовхоза Абрамовского района Воронежской области.