Согласно заданию на полет, экипаж выполнял учебно-тренировочный маршрутный полет по упр. 620 КБП ВТА и ТА-92 с а/д Мигалово на а/д Ереван с попутной перевозкой народно-хозяйственного груза и пассажиров. Грузоотправителями выступали две коммерческие фирмы из Твери и Москвы. Груз состоял из продуктов питания (сахар, мука, макароны), алкоголя (водка, спирт), тканей, четырех легковых автомобилей, а также рулонов искусственной кожи весом (по документам) 15 тонн. На борт были взяты 26 пассажиров – граждан Армении. Фактический вес и характер груза, а также количество пассажиров, не соответствовали заявленным грузоотправителями. Зная о превышении максимального взлетного веса, экипаж перед рейсом слил около 10 тонн топлива и выгрузил один легковой автомобиль. Однако взлетный вес, составлявший по расчетам комиссии по расследованию около 264 тонн, при взлете все равно превышал максимальный на 20 тонн.
    Взлет производился ночью в простых метеоусловиях (тихо, безоблачно, видимость 10 км, ветер 140° 2 м/с) с ВПП 25. Отделение самолета от ВПП произведено на скорости 255 км/ч. На высоте 160 м, при скорости 270 км/ч экипаж начал производить первый левый разворот. После выполнения первого разворота на 4-й минуте полёта, на высоте 200 м при скорости 345 км/ч экипаж, не зная фактического веса самолёта, принял преждевременное решение на уборку закрылков, что привело к просадке самолёта. Пытаясь предотвратить снижение, экипаж взятием штурвалов на себя вывел самолёт в режим сваливания. Из-за малой высоты, полёта вывести его из режима сваливания экипажу не удалось. Самолёт в перевёрнутом положении столкнулся с землёй на опушке лесного массива между деревнями Некрасово и Шульгино в 10 км юго-западнее выходного торца ВПП 25, полностью разрушился и сгорел, 7 человек экипажа и 26 пассажиров погибли.