यह मास्को के डोमोडेदेवो विमानक्षेत्र से ओरेनबर्ग के ओर्स्क विमानक्षेत्र की ओर जा रहा था। विमान में कुल ६५ यात्री और चालक दल के छह सदस्य थे,जिनमें से ६० से अधिक यात्री ऑरेनबर्ग ओब्लास्ट के निवासी थे। मास्को से विमान के प्रस्थान का निर्धारित समय १४:०० था, परन्तु इसने मॉस्को से लगभग १४:२२ पर उड़ान भरी। मॉस्को से उड़ान भरने के कुछ मिनट बाद ही विमान की गति और ऊंचाई में उतार चढ़ाव आने प्रारम्भ हो गये थे। दुर्घटना से मात्र कुछ पल पहले ही यह विमान १,८०० मीटर की ऊँचाई पर ६०० किमी प्रति घंटे की गति से उड़ रहा था। फिर यह अचानक नीचे गिरने लगा, और ९०० मीटर की ऊंचाई तक गिरने के बाद रडार से गायब हो गया।
विमान मास्को ओब्लास्ट के रमेन्स्की जिले गांव, स्टेपानोव्स्कोये और अर्गुनोवो के पास दुर्घटनाग्रस्त हुआ। यह दुर्घटना डोमोडेदेवो विमानक्षेत्र से उड़ान भरने के छह मिनट बाद स्थानीय समय के अनुसार १४:२७ (११:२७ यूटीसी) पर हुई। पहले खबर यह भी आयी थी कि दुर्घटना से कुछ मिनट पहले पायलट के विमान ने हवाई यातायात नियंत्रकों को एक खराबी के बारे में बताते हुए ज़्हुकोवस्की में आपात लैंडिंग करने के लिए अनुमति मांगी थी, परन्तु इस रिपोर्ट को बाद में जांच समीति ने खारिज कर दिया। प्रत्यक्षदर्शियों ने यह भी बताया कि पृथ्वी पर गिरते समय विमान आग की लपटों में था। समीप ही स्थित एक घर के निगरानी कैमरे में भी यह दुर्घटना रिकॉर्ड हुई। फुटेज से पता चला कि विमान गिरता हुआ सीधे पृथ्वी से जा टकराया और उसमें तुरंत ही विस्फोट हो गया।

रूसी अभियोजक के कार्यालय ने हवाई यातायात सुरक्षा नियमों के संदिग्ध उल्लंघन के लिए सारातोव एयरलाइन्स पर आपराधिक कार्यवाही शुरू की। उन्हें यह भी रिपोर्ट मिली कि २०१५ में सारातोव को अंतरराष्ट्रीय मार्गों पर संचालन से प्रतिबंधित किया जा चुका था, और २०१६ में अपनी नीतियों में बदलाव करने के बाद ही उसे पुनः परिचालन की अनुमति दी गयी थी। परिवहन के पर्यवेक्षण के लिए रूसी संघीय सेवा (रोस्त्र्संदनदोजोर) ने कहा कि दुर्घटनाग्रस्त विमान पर परीक्षणों के दौरान कई तथ्य सामने आये, जिनसे पता चला कि सारातोव ने गियरबॉक्स में तेल में परिवर्तन और एयर स्टार्टर फिल्टर की धुलाई के नियमों का उल्लंघन किया था।

दुर्घटना स्थल के समीप एक दूसरे विमान के अवशेष भी पाए गए, जिनसे उसकी पहचान एक एएन-१४८ हेलीकाप्टर के रूप में हुई है। प्रारंभिक (अपुष्ट) रिपोर्टों के अनुसार, विमान एक रूसी पोस्ट हेलीकाप्टर से टकराया था। हालांकि रूसी पोस्ट के एक प्रवक्ता ने इससे इनकार करते हुए कहा: "हमारे पास कोई भी हेलीकाप्टर नहीं है. मुझे नहीं पता है, लोगों को यह जानकारी कहाँ से मिल रही है."। दुर्घटना के समय हेलीकाप्टर नव-निर्मित ज़्हुकोवस्की अंतरराष्ट्रीय हवाई अड्डे से उड़ान भर रहा था।

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