В 23:30 17 января он вылетел из аэропорта Внуково и через полтора часа, в 01:00 18 января, совершил посадку в аэропорту Чертовицкое (Воронеж). Здесь стоянка заняла 45 минут, после чего с 5 членами экипажа и 20 пассажирами на борту авиалайнер вылетел в Сталинград. Во время полета, в 02:07, экипаж получил прогноз погоды в аэропорту Гумрак (Сталинград), согласно которому над аэропортом стояла сплошная слоисто-дождевая и разорвано-дождевая облачность с нижней границей 250 метров, шел снег, а видимость составляла 2 километра. В 02:25 борт 41863 вошел в зону Сталинградского диспетчерского центра, находясь при этом над облаками. В 03:07 с самолета доложили о входе в воздушную зону аэропорта на эшелоне 2400 метров между слоями облаков, после чего запросили подход и условия посадки. В ответ было дано разрешение выполнять подход на высоте 1200 метров и условия посадки. Стоит отметить, что аэропорт Гумрак имел систему посадки (ОСП) только с восточной стороны. Однако в тот день дул восточно-северо-восточный ветер, из-за чего посадка с восточной стороны становилась невозможной. В таких условиях экипаж должен был, следуя по прямоугольному маршруту и пробив облачность, снизиться до высоты 150 метров, после чего выполнив четвертый разворот и пройдя ДПРМ с БПРМ выполнить визуальный заход на посадку.
Когда экипаж доложил о занятии высоты 1200 метров, то диспетчер дал разрешение занимать высоту 900 метров, на что с самолета доложили: "Сию визуально". Вскоре было дано разрешение на занятие высоты 400 метров, выполнение которого экипаж также подтвердил. На запрос диспетчера о наблюдении торца полосы был дан отрицательный ответ. Далее с борта 41863 было доложено о прохождении ДПРМ на высоте 400 метров и следовании ко второму развороту. Также последовательно экипаж докладывал о прохождении второго, третьего и четвертого разворотов на высоте 400 метров. После получения доклада о выполнении четвертого разворота руководитель полетов запросил о возможности визуального полета, на что был дан утвердительный ответ. Но после этого связь с самолетом пропала. О прохождении ДПРМ также не было доложено. В 03:33 с правым креном 15-20° и тангажом 9-12° Ил-14 на скорости около 300 км/ч врезался в заснеженное поле в 4025 метрах от ДПРМ и примерно в 5000 метрах от торца полосы. Первой в землю врезалась правая плоскость, которая от удара разрушилась, после чего авиалайнер перевернулся, при этом оторвало хвостовую часть. Обломки разбросало на протяжении 300-350 метров, пожара при этом не возникло, однако все 25 человек на борту погибли.

Уже с самого начала был отмечен странный характер катастрофы: выполняя визуальный полет, самолет между четвертым разворотом и ДПРМ начал сильно уклоняться вправо, словно экипаж им не управлял. В это время стояла сплошная слоисто-дождевая и разорвано-дождевая облачность высотой 163 метра, дымка, а видимость достигала 4 километров, то есть погодные условия при имеющейся подготовке экипажа не могли привести к катастрофе. Также было установлено, что на самолет было продано 19 билетов, но на борту находился и один безбилетный пассажир. Помимо этого, одной из пассажирок, которая следовала из Баку в Москву, в аэропорт Сталинграда была отправлена телеграмма с подозрительным текстом: "В Москве все здоровы, считаю целесообразным вернуться поездом". На основании этого рассматривалась версия о нападении на экипаж. Однако найденный на месте катастрофы пистолет командира был обнаружен с полным боекомплектом. Изучение обломков при этом показало, что двигатели в момент удара о землю работали, а самолет был управляем.
Когда было начато изучение тел членов экипажа, то на левом бедре командира Мандрыкина была найдена круглая рана глубиной 5 сантиметров, имеющая ожог по краям. Судмедэкспертиза поначалу сделала вывод, что рана появилась в результате поражения электрическим током, хотя и не смогла определить, была рана нанесена до смерти или после. Однако более тщательный осмотр обломков авиалайнера позволил обнаружить пять круглых пробоин диаметром 10 и 35 миллиметров, которые располагались в обшивке и перегородке пилотской кабины, а также в левом щитке центрального пульта управления моторами. Комиссией было отмечено, что в период с 3 до 5 часов утра в районе поселка Гумрак, что находился вблизи места катастрофы, одна из воинских частей проводила стрельбы. Помимо этого, в течение последующих трех месяцев от командиров экипажей различных самолетов поступило около десятка рапортов, что при выполнении захода на посадку с западной стороны на участке от четвертого разворота до ДПРМ, когда самолеты пролетали над военным полигоном, то в опасной близости от них наблюдались трассирующие очереди и разрывы боеприпасов. Тогда в апреле была проведена эксгумация тела командира экипажа Мандрыкина, при повторном осмотре которого в левом бедре в районе зоны ожога были найдены мелкие металлические осколки, а также цилиндрическая металлическая деталь размером 11×5 миллиметров. Таким образом, вывод, что рана была получена из-за поражения электрическим током, оказался отвергнут.
Комиссия приняла решение провести экспертизу, которая бы доказала, что обнаруженные в теле командира металлические объекты оказались пулей, которая была выпущена из огнестрельного оружия. На основании этих данных можно было ходатайствовать перед Министерством обороны, чтобы военный полигон в районе прямоугольного маршрута захода на посадку был закрыт, так как на нем регулярно и днем и ночью проводили стрельбы из пулеметно-винтовочного и артиллерийского оружия, в результате которых создавалась явная угроза целостности пролетающих над полигоном авиалайнеров. Однако никакого окончательного вывода комиссия так и не сделала, тем самым официально не установив причину катастрофы.