Выполняя последний этап маршрута, в 10:05 Ил-14 вылетел из аэропорта Бухары и после набора высоты занял эшелон 3000 метров. Погода в это время была ясная, а на борту авиалайнера находились 33 пассажира.
С момента вылета прошло полчаса, когда в 10:35 с борта самолета доложили, что из-за прогара поршня цилиндра № 2 отказал правый мотор, в связи с чем командир запросил разрешения следовать до Ташкента на эшелоне 2400 метров, на что диспетчер согласился. Однако экипаж продолжал снижаться до высоты 1500 метров, то есть на 900 метров ниже запрашиваемой, и затем продолжал сохранять ее в течение 15 минут. Но в районе Чардары и за 120 километров до Ташкента, из-за ошибки бортинженера, который снизил мощность работающего двигателя, так как боялся его отказа, самолет начал терять скорость и высоту. На высоте 400 метров экипаж получил команду от находящегося в Ташкентском аэропорту командира авиаотряда увеличить мощность работающего двигателя, но из-за радиопомех выполнил это только на высоте 200 метров. Затем командир экипажа принял решение в 100 метрах от земли запустить отказавший мотор, но в сложившейся ситуации это только увеличило аэродинамическое сопротивление и привело к быстрому падению скорости.
В 12:14, спустя 1 час и 39 минут с момента отказа двигателя, Ил-14 в 34 километрах от Ташкентского аэропорта и близ города Янгиюль упал на территорию колхоза имени Энгельса. Правой плоскостью крыла авиалайнер врезался в дувал высотой 2,5 метров, который ограждал загон для скота. От удара правая плоскость разрушилась, после чего самолет через 50 метров врезался в хлопковое поле. От удара фюзеляж раскололся на три части, а левый двигатель оторвало от крыла. Пожара при этом не возникло. Непосредственно на месте погибли 9 пассажиров, а все остальные получили тяжелые ранения. Позже в больницах от ран в течение двух суток скончались еще два пассажира, увеличив тем самым число жертв до 11.

Главная причина катастрофы — отказ правого двигателя по причине задира и прогара поршня цилиндра № 2 вследствие конструктивной ненадежности цилиндро-поршневой группы двигателей.

Непосредственные причины: ошибочные решения КВС:
1. Невозврат в аэропорт вылета и продолжение полета до Ташкента. Он принял это решение по совету бортмеханика, чтобы не получить запись о вынужденной посадке в личное дело. Экипажу следовало принять спокойное и разумное решение о посадке либо в Бухаре, находившейся в момент отказа двигателя на удалении 135 км, либо в Навои (65 км), что даже при задержке решения на 10 минут обеспечивало безопасный исход полета. Служба УВД (управление воздушным движением) также не проявила инициативы и не дала рекомендации о посадке в Бухаре или Навои. После 10 минут одномоторного полета возврат в Бухару стал менее безопасен из-за снижения, а затем и невозможен (наличие гор).
2. Неиспользование номинальной мощности двигателя и безотчетные действия экипажа по уменьшению его мощности. КВС полностью сосредоточился на одномоторном полете и устранился от руководства экипажем. Бортмеханик самостоятельно снижал режим работы исправного двигателя, опасаясь его отказа, не учитывая необходимость сохранения высоты полета. Это вызвало снижение с 1500 метров. КВС высоту полета не контролировал и снижения сразу не заметил.
3. Неиспользование возможности своевременной посадки: не анализируя причины снижения, КВС упустил возможность посадки на фюзеляж на аэродром МВЛ Чардар, а затем на подобранную с воздуха площадку при достаточном запасе высоты.
4. Неправильное решение о запуске неработающего двигателя на ПМВ (предельно малые высоты): после доклада о высоте 400 метров и о нормальной температуре исправного двигателя приехавший в аэропорт Ташкента командир 160-го летного отряда приказал вывести его на номинал. Из-за неустойчивой радиосвязи экипаж не сразу понял приказ и вывел двигатель на номинал только на высоте 200 метров. Продолжая полет на номинале в течение 5 минут, экипаж на высоте 100 метров принял неграмотное безрассудное решение запустить неисправный двигатель. Вывод винта из флюгера вызвал значительное увеличение лобового сопротивления, что привело к резкой потере высоты и скорости. Самолет вышел на критические углы атаки и перешел в падение с правым креном с последующим столкновением с препятствием и землей.