Самолет поднялся в воздух уже в самом конце полосы, цепляя шасси грунт. Очевидцы утверждают, что из-под колес Як-42 уже поднималась пыль. В итоге воздушное судно так и не смогло набрать высоту: оно оторвалось на несколько метров, а потом начало заваливаться на левое крыло.
После этого самолет снес мачту ближнего приводного радиомаяка, расположенную в 450 метрах от конца полосы, и рухнул на берег Волги. При ударе он развалился на части: хвост оказался на берегу, а горящий фюзеляж с пассажирами и членами экипажа - в воде.
Пилоты, которые летают на Як-42, считают, что причиной трагедии могла стать проблема с силовыми установками, неожиданно возникшая при разгоне воздушного судна. При этом до точки принятия решения о взлете двигатели вполне могли работать в штатном режиме максимальной мощности. Летчики предполагают, что, если бы подобное произошло в начале разгона, опытный пилот сбросил бы тягу двигателя и начал бы торможение.
К числу возможных "спонтанных" проблем при взлете пилоты относят, в частности, помпаж, заброс (резкое повышение температуры в двигателях), падение давления масла или топлива, а также попадание в воздухозаборники птиц.
Исходя из того, что пилот не успел никак повлиять на ситуацию, летчики говорят, что, скорее всего, неисправность проявилась, когда скорость уже превысила 200 км/ч. В таком случае самолет, даже начал экстренное торможение, не смог бы остановиться в пределах полосы.