Экипаж Ан-2 №18253 15-го отдельного авиационного отряда 7-го отдельного ракетного корпуса РВСН (в/ч 43189) СибВО выполнял задание по перевозке с а/д Сургут на а/д Тюмень шести военнослужащих и 300 кг груза. Взлет был произведен в 14:50 местного времени. Через 5 минут после взлета, имея связь с АДС, летчик установил связь с РДС и доложил, что полет проходит на высоте 200 м визуально. Через 17 минут после взлета летчик получил подтверждение о нахождении на линии пути и разрешение на выход из зоны АДС. В это время экипаж вертолета Ми-6 №11289 Тюменского ОАО Тюменского УГА выполнял полет по маршруту Тюмень - Тобольск – Усть-Балык по обслуживанию экспедиции. Произведя взлет в а/п Тюмень в 12:05, вертолет совершил посадку в Тобольске в 13:10 и в 13:45 вылетел в Усть-Балык. На борту находилось пять членов экипажа. В 15:14 из-за понижения облачности до 150 м в районе Усть-Балык экипаж получил команду от РДС Сургут следовать к ним.
    Воздушные суда следовали по одному маршруту на одной высоте навстречу друг другу и о полете друг друга информации не имели. Сближение экипажами не было замечено своевременно. Второй пилот Ми-6 первым увидел Ан-2 на таком расстоянии, когда столкновение предотвратить было невозможно. КВС Ми-6, пилотировавший вертолет, Ан-2 не видел. Во избежание лобового столкновения второй пилот Ми-6 быстро взял управление на себя, резко сбросил «шаг-газ» и накренил вертолет влево. В момент накренивания лопастью несущего винта вертолета была отрублена консольная часть правой верхней плоскости и разрушен воздушный винт самолета. В результате Ан-2 перевернулся и с углом, близким к 90°, упал в болото и полностью разрушился. Мотор и фюзеляж погрузились в мягкий грунт под углом 80-85°. Хвостовая часть и конструкции плоскостей крыльев остались на поверхности. Столкновение произошло в 15:32 в 112 км от а/п Сургут с МК=210° на высоте 150-170 м. Ми-6, получивший повреждения 25 и 26 отсеков и законцовки лопасти несущего винта, благополучно произвел посадку на а/д Сургут.
    Прогноз погоды, выданный обоим экипажам, на маршруте Сургут – Тобольск предусматривал: облачность 7-10 баллов, кучево-дождевая, разорвано-дождевая, 200-300 м, видимость 6-10 км, кратковременный дождь, грозовое положение. Минимум обоих экипажей 2000х200 м. Однако в 14:00 началось резкое ухудшение погоды в районе Усть-Балык (20 км северо-западнее от оси маршрута). Метеослужба а/д Сургут дала корректив с информацией о понижении облачности до 130-180 м, который в 14:25 был передан диспетчерской службе а/д Сургут. Несмотря на это, вылет Ан-2 не был запрещен, а при получении сообщения из Усть-Балыка о закрытии аэродрома по погоде команда на его возврат не была подана.