В 21:30 (здесь и далее время EST - североамериканское восточное время) рейс 20 отъехал от перрона и направился к началу полосы 36, а в 21:35 экипаж получил разрешение от диспетчера: "Капитал 20, разрешается [следовать] в Норфолкский аэропорт через Спрингфилд по "Виктор 3" до радиомаяка Брук, далее по плану, сохраняя высоту 5000 футов (1500 м). Прохождение Спрингфилда на [высоте] 3000 футов (910 м); сохранять 3000 до двух минут после Спрингфилда; прохождение Брук на 5000". В 21:40 был выполнен взлет, после чего экипаж сразу перешел на частоту диспетчера выхода.
Рейс 20 сперва следовал под контролем радиолокатора аэропорта вылета, а после Спрингфилда перешел уже под контроль со стороны Вашингтонского центра управления воздушным движением и получил от последнего разрешение подниматься и занимать 8000 футов (2400 м). Затем экипаж получил новое разрешение на следование по воздушному коридору "Виктор 3" до Брука, после по "Виктор 286" до Таппахэннока, после по "Виктор 213" до Хопуэлла, а от него уже прямо на Норфолк, сохраняя при этом высоту 8000 футов (2400 м). Вскоре с самолета доложили о прохождении Брука в 21:53 и расчетном времени достижения Таппахэннока в 22:02. Диспетчер сообщил, что радарный контроль прекращен, а экипаж должен сохранять связь с Вашинтоном до прохождения Таппахэннока, после чего переходить на связь с центром в Норфолке.
В 22:01 экипаж на низкой частоте сообщил в Норфолк о прохождении Таппахэннока и что рассчитывает достичь Хопуэлл в 22:12. Через четыре минуты, в 22:05 диспетчер в Норфолке дал новое разрешение: "Капитал 20, разрешается до дальнего привода Норфолка от Таппахэннока по коридору "Виктор 213" до Хопуэлла, по вектору 140° от Хопуэлла до Дип-Крика и прямо на ближний привод Норфолка. Сохраняйте 8000, связь с Норфолк - радар на [частоте] 118,5 после Хопуэлла". Экипаж подтвердил получение информации; это был последний радиообмен с бортом N7462.
Согласно показаниям очевидцев, четырехмоторный самолет на малой высоте сделал два больших круга в левую сторону, все время снижаясь, при этом у него словно были проблемы с двигателями, так как раза три был слышен шум резкого увеличения мощности, а затем словно выключения двигателей. Последний шум увеличения режима двигателей был слышен примерно в 22:19, а сразу после этого авиалайнер с курсом 183° рухнул в лес на территории округа Чарльз-Сити (штат Виргиния). Самолет упал с тангажом 8° и практически без поступательной скорости, почти плашмя, нанизавшись при этом на деревья. Место падения располагалось в 8,4 морских милях (15,6 км) по азимуту 067° от радиомаяка Хопуэлл и в 6,3 морских милях (11,7 км) восточнее осевой линии коридора "Виктор 213". Возникший пожар охватил и уничтожил лайнер. Все 46 пассажиров и 4 члена экипажа на борту погибли.

В ходе расследования были широкомасштабные следственные действия по изучению погодных условий во время полета, изучение обломков, тесты. Анализ данных показал, что после вылета из Вашингтона "Виккерс" влетел в облака и далее вплоть до занятия заданного эшелона следовал в них.
В облаках было обледенение, которое в районе Вашингтона начиналось с высоты 5000 футов (1500 м), а на эшелоне 8000 футов температура воздуха составляла −8 °C. В районе происшествия обледенение наблюдалось на 6000 футов (1800 м), а температура воздуха на 8000 футах составляла −4 °C. Чтобы выйти из зоны обледенения экипажу пришлось бы снижаться ниже 6000 футов, но затем на высоте около 4000 футов (1200 м) он бы влетел уже в другой слой облачности, нижняя граница которого была не выше 400 футов (120 м). Фактические погодные условия при этом располагали к образованию слоя льда на планере.
Можно утверждать, что на борту произошла остановка всех двигателей, а экипаж не включал противообледенительную систему, либо включил, но поздно. Подогрев топлива был отключен, поэтому была версия, что в топливе образовались кристаллы льда из-за попавшей в баки воды, после чего этот лед забил фильтры, перекрыв поток топлива к двигателям. Но проверка топлива показала, что оно было чистым, без признаков воды, а потому льда в нем образоваться не могло. Но зато лед мог образоваться на входных направляющих аппаратах, после чего если бы экипаж принял запоздалое решение включить обогрев силовых установок, то подтаявший лёд мог оторваться от корпуса и влететь внутрь двигателей, где привести к срыву пламени. испытательные полеты подтвердили, что такой сценарий вполне возможен.

15 сентября 1961 года был обнародован, а 21 сентября опубликован отчет, согласно которому причиной катастрофы стало запоздалое включение противообледенительной системы, в результате чего произошла потеря тяги во всех двигателях, а затем закончилась и электроэнергия, необходимая для нормального управления воздушными винтами и перезапуска двигателей для продолжения нормального полета.