Tras esta parada técnica, se programó su vuelo para continuar su viaje hasta Tel Aviv, pero unos minutos después de despegar, perdió los dos motores del ala derecha, volviéndose incontrolable y estrellándose en un vecindario de Ámsterdam llamado Bijlmermeer.

Durante el viaje entre Nueva York y Ámsterdam, se detectaron al menos tres incidentes: fluctuaciones en la velocidad marcada por el piloto automático, problemas con la radio de onda corta y fluctuaciones en el voltaje del motor número 3.

La tripulación decidió efectuar un aterrizaje de emergencia, para lo que pidió la pista número 27 del aeropuerto.

A continuación se transcriben las últimas comunicaciones con el control de tráfico aéreo (ATC).

Entre otras cosas llevaba explosivos, munición y piezas de repuesto para misiles AIM-9.

[7]​ Pero además, transportaba materiales altamente peligrosos, como uranio empobrecido y dimetil metilfosfonato.

El dimetil metilfosfonato no está clasificado como tóxico, pero produce daños al ser inhalado, bebido o absorbido por la piel; es un componente que puede ser utilizado para fabricar gas Sarín.

Los síntomas más frecuentes fueron: dolencias respiratorias, impotencia, insomnio, problemas estomacales y dolor o malestar general.

Els Borst, ministro de Salud Pública, afirmó que geen extreem giftige, zeer gevaarlijke of radioactieve stoffen ("ningún material muy tóxico, muy peligroso o radiactivo") estaba a bordo del avión.

El pylon del Boeing 747-258F se sujeta mediante cuatro anclajes al ala: uno delantero, otro trasero y dos en medio.

En nuestro caso, esto no ocurrió así porque el pylon se desprendió, causando graves daños al resto del ala.

[12]​ Desde un primer momento las autoridades oficiales descartaron la hipótesis de un atentado terrorista, entre otros motivos porque los fallos del avión fueron reportados por los pilotos cuando el aparato todavía volaba.

Esto explicaría los daños en la base de las orejetas del pylon exterior, mientras las interiores estaban intactas.

Para que se produzca un desprendimiento en caso de fallo, el pasador tiene menos sección en las zonas situadas entre las orejetas macho y hembra.

[17]​ Tras haber analizado los restos encontrados y haber descartado varias hipótesis, la siguiente secuencia de los hechos es la más probable:[18]​ Además, la investigación ha concluido que en el último vuelo se produjo toda la secuencia de los hechos; es decir, la rotura del pasador interior desencadenó todos los fallos siguientes debidos a sobrecarga.

También se ha rediseñado totalmente el sistema de soporte del pylon, añadiéndole dos anclajes más en la zona central.

En la ilustración, podemos ver un esquema de los dos nuevos anclajes que han sido añadidos en esa zona.

Para este día la cifra estimada de muertos y desaparecidos ya había disminuido hasta la centena.

[22]​ Los arquitectos Herman Hertzberger y Georges Descombes construyeron entre 1994 y 1998 en el lugar del accidente, un monumento homenaje a las víctimas del accidente donde aparecen los nombres de todas las personas que perecieron por causa de la catástrofe.