航班从阿拉斯加起飞后两小时左右，不知是什么原因客机突然偏离航向达500公里以上，飞向苏联堪察加半岛南部以及萨哈林岛（库页岛），此处是苏联部署在远东地区的战略弹道导弹基地。在1983年，美国侦察飞机经常抵近苏联领空刺探情报，而苏联也认为这架飞机是在当地执行间谍任务的美军RC-135型电子侦察机。
1983年9月1日凌晨，波音747客机进入苏联领空，苏联派出一架米格-23和3架苏-15战机进行拦截。苏军飞机不断向客机发出警告命令，在命令无效的情况下，一架战斗机发射了一枚导弹将客机击落，机上269乘客全部遇难。图为当时日本电视媒体模拟的客机遇袭画面。