Экипаж 203-ей учебной авиабригады выполнял учебно-тренировочные полеты с базового а/д Чугуев ночью в простых метеоусловиях с курсантами Харьковского национального университета воздушных сил Украины на борту. В составе экипажа находились 6 инструкторов (командир, два штурмана, бортмеханик, борттехник и бортрадист) и 2 курсанта 4-го курса, исполнявшие обязанности помощников командира экипажа (вторых пилотов). 19 курсантов 2-го курса находились в салоне самолета, где были оборудованы места для штурманской подготовки. Всего было запланировано 10 полетов продолжительностью по 15 минут. Полеты были начаты в 18:50. Выполнив 5 полетов, экипаж произвел взлет в шестой полет. После взлета возникла неисправность левого двигателя (отказ системы ПРТ-24 с падением давления в измерителе крутящего момента ИКМ). Система предельного регулирования температуры ПРТ-24 управляет перемещением перепускной иглы автомата дозировки топлива, увеличивая слив топлива при превышении температуры газов за турбиной установленных ограничений и уменьшая слив при уменьшении температуры газов меньше нижней границы ограничений.
    В 20:38 экипаж передал о падении давления ИКМ левого двигателя и стал производить заход на посадку на ВПП 16. При заходе на посадку, после пролета ДПРМ, самолет начал уклоняться влево от посадочного курса и в 20:45, примерно в 1100 м северо-восточнее торца ВПП 16 и левее продолжения ее оси на 650 м, с креном столкнулся с деревьями лесополосы вдоль 4-х полосного шоссе М-03 (Киев-Харьков-Должанское). После этого самолет столкнулся с землей на обочине шоссе и загорелся. Фюзеляж развернулся в обратную направлению движения ВС сторону. Двое курсантов 2-го курса доставлены в больницу. Один из них получил ранения средней тяжести, второй скончался на следующий день от тяжелых ожогов. Остальные курсанты и экипаж погибли на месте. Самолет сгорел за исключением хвостовой части.