Экипаж выполнял ночной полет над акваторией Азовского моря с целью испытания установленной на самолете-лаборатории прицельной системы. Во время полета на малой высоте произошло столкновение с птицей, которая пробила стекло фонаря пилотской кабины. В результате потери работоспособности пилотом самолет перешел в снижение и упал в море. Дефицит времени и ночные условия не позволили экипажу восстановить управляемость самолета.