Третьего мая полеты воздушных судов в зоне ответственности Львовского района БС УВД обеспечивала диспетчерская смена под началом руководителя полетов аэропорта Львов Л.А. Квашина. В начале месяца погоду на Западной Украине определяла область низкого давления и связанный с ней теплый фронт, проходивший несколько южнее Львова. Небо над аэропортом плотно затянуто многослойной разорванно-дождевой облачностью, — нижняя кромка ее едва не касалась земли, а верхняя достигала высоты 5—6 км. Видимость в облаках равнялась нулю, и поэтому ответственность авиадиспетчеров за безопасность полетов возрастала многократно. От них зависели жизни сотен пассажиров и членов экипажей самолетов, проходивших через воздушную зону Львовского РЦ УВД. В распоряжении диспетчеров имелся и обзорный трассовый локатор ТРЛ-139, и вторичный локатор «Корень-АС», и обзорный аэродромный локатор ДРЛ-7СМ — в общем, все необходимое для управления движением самолетов в любых погодных условиях.
Эстонский Ту-134 вошел в Львовскую воздушную зону в 12.06 на высоте 7800 м. Экипаж уже приготовился к снижению для захода на посадку в аэропорт Львов и запросил у диспетчера восточного сектора РЦ В.В. Шевченко разрешение занять эшелон 4200 м. Шевченко сначала снижение разрешил, но через несколько секунд приказал командиру Ту-134 снизиться до 4800 м, мотивируя это тем, что им навстречу на высоте 4500 м следует Ан-24. На удалении 25 км от ОПРС (отдельной приводной радиостанции) Золочев самолеты разошлись, и тут же последовало разрешение на дальнейшее снижение до 4200 м.
В 12.11 экипаж Ту-134 узнал от диспетчера, что в районе ОПРС есть еще один встречный самолет, следующий на высоте 3900 м, — военно-транспортный Ан-26 № 26492. Через три минуты после взлета его командир Шишковский вышел на связь с диспетчером подхода П.А. Савчуком и получил от него разрешение занимать эшелон 3900 м на ОПРС Золочев.
Вскоре радисту Ан-26 сообщили с земли, что на высоте 4200 м навстречу «Ану» летит Ту-134 с продольным интервалом 10 км. В 12.12 «борт» 26492 занял указанный эшелон, немедленно доложил об этом диспетчеру и попросил сообщить удаление от ОПРС Золочев.
Диспетчер Савчук, который «вел» Ан-26, ошибся в определении местоположения военно-транспортного самолета на экране радиолокатора. Он принял засветку следовавшего впереди в том же направлении пассажирского Ан-24 за отметку Ан-26 и сообщил, что удаление самолета от приводной радиостанции составляет 65 км (на самом деле оно равнялось 56 км). Не проверив свои расчеты, Савчук поспешил передать военный самолет диспетчеру восточного сектора РЦ Шевченко. А сам через секунду связался с экипажем Ту-134 и произнес роковую фразу: «Восемьсот пятьдесят шестому! Снижение до трех тысяч шестисот к четвертому развороту для захода на посадку курсом триста двенадцать!» Команда была выполнена немедленно.
В 12.13 Ту-134 и Ан-26 столкнулись в облаках на высоте 3900 м, в 61 км от Золочева. Расшифровка информации, записанной «черным ящиком» и бортовым магнитофоном, показала, что за несколько мгновений до катастрофы пилоты гражданского самолета заметили в разрывах облачности силуэт Ан-26 и попытались резко отвернуть вправо. Аналогичную попытку предпринял и экипаж подполковника Шишковского, но слишком поздно. Самолеты столкнулись левыми плоскостями, имея крен на правый борт 45° и 14° соответственно. От удара у «Антонова» оторвало крыло, а кнопку самолетного переговорного устройства заклинило. Семьдесят секунд, в течение которых самолет падал на землю, «речевик» бесстрастно фиксировал крики погибающих пассажиров (видимо, дверь в салон оказалась распахнутой). Отдельных слов на пленке не разберешь, но отчетливо слышны женские голоса. На борту обоих самолетов было 94 человека…
В 12.20 в «дежурку» в/ч 3350, дислоцированной в районе Золочева, позвонил неизвестный: «Только что слышал в воздухе сильный удар… Возле фермы упали обломки самолета!» Личный состав части был поднят по тревоге и направлен к месту происшествия. Вскоре туда же прибыла аварийно-спасательная команда Львовского аэропорта и военнослужащие в/ч 15956, которой принадлежал Ан-26.
В 12.44 военный вертолет обнаружил место падения частей Ту-134. Возле них уже были пожарные, но спасать и там, увы, было уже некого.
Тут же приступила к работе Государственная комиссия, созданная двумя министерствами — обороны и гражданской авиации. Параллельным расследованием занимались прокуратуры Союза, Украины и Львовской области, органы МВД и КГБ.