27 декабря 1950 года экипаж самолёта Ли-2 (б/н СССР-Л4003), среди которого находились три штурмана аэрофотосъемки, выполнял учебно-тренировочный полет по маршруту Ташкент - Чарджоу - Ургенч - Нукус - Джусалы - Туркестан - Ташкент. Взлет из Ташкента произошел в 5:50 утра, а промежуточная посадка в Джусалы - в 14:50. После этого самолет взлетел в 15:52.
Погодные условия на маршруте были непростыми: облачность 7-10 баллов, слоисто-кучевая на высоте 600-1000 м, с обледенением в облаках и видимостью 4-10 км. Через 6 минут после взлета из Джусалы экипаж запросил снижение с 2400 м до 1800 м и переход на связь с диспетчером аэропорта Ташкент, получив согласие.
Далее экипаж запросил и получил радиопеленг на Джусалы, а в 16:27 сообщил о пролете Кызылорды. В 16:30 самолет был запеленгован на курсе 150°. В 17:10 связь с экипажем прервалась. Позже обнаружены обломки полностью разрушенного и частично сгоревшего самолета на скалистом склоне горного хребта Каратау в 72 км северо-восточнее аэропорта Туркестан.
Согласно выводам комиссии, экипаж выполнял полет пассивным способом, не в полной мере используя имеющиеся средства навигации. В результате самолет отклонился от заданного маршрута на 72 км. Также сыграли роль ошибки в прогнозе погоды - скорость ветра превышала расчетную в 3 раза, вызывая сильный снос влево.
Кроме того, к трагедии привели недостатки в подготовке экипажа: командир допустил к полету неслетанный состав, второй пилот не был допущен к этому типу самолета, а квалификационные проверки штурмана и бортрадиста не проводились более года. Также имели место недочеты в организации полета со стороны авиадиспетчеров аэропортов.