1996年8月29日清晨，俄罗斯莫斯科的伏努科沃国际机场内，一架伏努科沃航空的图波列夫TU-154M客机正在为飞往挪威斯瓦尔巴朗伊尔机场的VKO2801航班做最后的准备。飞机上共有141人，包括127名成人、3名儿童、4名机组人员、5名空乘和2名航空公司的技术专家。这是一次包机服务，乘客的身份存在两种解释：一部分可能是去斯瓦尔巴群岛观光的游客，另一部分则可能是前往当地矿场工作的矿工及其家人。
这架飞机于1986年在古比雪夫的第18工厂（现称萨马拉飞机制造厂）完成制造，生产编号为86A742，是第1062架出厂的TU-154M型号。同年，它以CCCP-85621的注册号正式加入苏联民航机队。
1991年12月初，苏联正处于崩溃边缘，苏联民航也开始走向私有化。这架飞机被出售给私营的波斯纳航空公司，运营不到一个月后，苏联于12月26日正式解体。随后，飞机被俄罗斯航空公司接管，注册编号更改为RA-85621。1993年，该机被租借给西伯利亚航空公司，租期为一年。1994年租期结束后，俄航将其收回并计划退役封存。然而，同年12月23日，伏努科沃航空公司购得此机，使其加入其机队。到事发时，飞机已有10年机龄，属于中年飞机。
VKO2801航班的机组成员包括44岁的叶甫根尼·尼古拉耶维奇·尼古拉耶夫担任机长，同为44岁的鲍里斯·费多罗维奇·苏达列夫担任副驾驶，55岁的伊戈尔·彼得洛维奇·阿基莫夫担任领航员，以及38岁的阿纳托利·马特拉耶维奇·卡拉彼得罗夫担任空中机械师。这组人员都是TU-154M型飞机的经验丰富的飞行员。然而，副驾驶苏达列夫此前从未飞过斯瓦尔巴的航线，这是他首次执行该航线的飞行任务，对飞行路线一无所知。
8点43分，VKO2801航班在莫斯科时间抵达跑道起点，获得起飞批准。一分钟后的8点44分，飞机借助三台D-30KU涡轮风扇发动机的力量，顺利离开地面。机组人员向伏努科沃塔台道别，那时没人预料到，这架飞机将永远无法返航。
VKO2801航班在上午9点55分进入挪威领空，机组与挪威区域管制取得联系并获得下降许可。15分钟后，飞机进入斯瓦尔巴空域，机组联系了朗伊尔机场进近管制，申请在28号跑道着陆。然而，28号跑道的进近路线天气状况不理想，当时正下着小雨，并有积雨云覆盖。机组在收到进近管制关于天气的通报后，提出改向10号跑道进近的请求，因为该路线的能见度虽然也有小雨，但尚可满足起降条件。第一次请求未被批准，两分钟后机组再次提出相同请求，仍然未获准许。最终，机组决定继续按原计划向28号跑道进近。
然而，这场看似普通的对话中，已经悄然种下了灾难的隐患——
机组使用带有明显俄语口音的英语与斯瓦尔巴进近管制员交流，而管制员的英语则带有浓厚的挪威口音，这导致双方沟通存在障碍。机组两次请求进入朗伊尔机场10号跑道，但管制员未能准确理解。事后，管制员回忆称，他一直误以为俄罗斯机组计划在28号跑道降落。因此，他连续三次向机组通报28号跑道的天气状况不佳，并告知该跑道正在使用中。他内心希望俄罗斯客机选择10号跑道，但并未明确建议，而是期待机组主动提出。然而，当俄罗斯机组两次提出10号跑道的请求时，管制员完全未能理解，因此未能作出正确回应。
在飞机降至5000英尺（1524米）高度时，一股低压气旋恰好经过，导致进近航线上云层高度骤降至400英尺。飞机随即进入云层，视野急剧下降，窗外只剩下一片白茫茫，完全看不清任何东西。
当时，领航员阿基莫夫根据1994年1月21日发布的杰普森航图指示，向机长建议向右转。机长随即按照航图程序，在自动驾驶仪上调整了两个HSI仪表（水平状态指示器），将转向角度设定为283°。机组明显感受到飞机开始右转。然而，他们并未意识到，飞机在转向过程中已经偏离了预定航线，向左偏移了近3海里。实际上，正确的转向角度应为300°。
飞机上的电动配平伺服器突然出了问题，导致自动驾驶系统自动关闭。机长马上让副驾驶接手控制飞机，自己开始排查故障。没过多久，问题解决了，自动驾驶系统重新启动，飞机恢复了正常飞行状态。
根据驾驶舱录音显示，机组在飞机是否处于正确进近航线的问题上出现了意见分歧。机长和副驾驶对下滑道的判断存在25度的偏差，最终机长的决定暂时被采纳。机组在确认机场位置后，开始执行最后的转弯调整，试图使飞机对准下滑道。尽管此时飞机已经稍微偏离了预定航线，但仍有足够的余地进行修正，以确保最终能够准确进入正确的进近路径。
就在飞机即将进入预定降落路径时，副驾驶再次指出当前的下滑角度存在问题。与此同时，领航员也对水平位置指示器的读数表示怀疑。经过短暂讨论，机长最终采纳了副驾驶和领航员的建议，决定改变飞行路线。随后，副驾驶重新设置了自动驾驶系统，导致飞机偏离了原本准确的下降路径，转而朝着副驾驶认定的"正确方向"飞行，出现了明显的右偏。
然而，没过多久，HSI再次发出警告，显示飞机正向左偏离下滑道。不过，机组人员已经对HSI的准确性产生怀疑，因此没有采取向右调整航线的措施。从实际情况来看，这个决定是合理的，因为飞机距离正确的下滑道只有2.7公里，且两者几乎处于平行状态，仍有足够空间进行航线修正。即便不调整，按照当前飞行方向，他们依然有希望安全着陆。在此期间，飞机放下了起落架并开启了最大襟翼，导致空速逐渐降低。
副驾驶注意到飞机明显偏离了预定航线，但他仍然依赖HSI的指示，因此毫不犹豫地将航向调整到306度。没过多久，飞机突然开始剧烈晃动，原来它已经进入了一片靠近山区的乱流带。紧接着，近地警报系统立刻发出了警告信号。
机组意识到危险后马上加大油门想要重新起飞，但一切都太迟了。飞机已经严重偏离了预定航线，径直朝着一座山丘冲去。就在近地警报响起的第9秒钟，飞机的左翼率先撞上山坡并瞬间断裂。紧接着，整个机身失去控制，在山坡上翻滚坠落，最终完全解体。由于燃油泄漏引发的大火和爆炸，导致飞机残骸严重损毁。机上141名乘客和机组人员全部遇难，无一幸免。
这次空难发生在北极圈内，成为民航史上位置最靠北的事故之一。飞机坠毁的具体位置在Operafjellet山的山坡上，靠近山顶，距离预定降落航线的右侧约3.7公里处。
经过长达两年的深入调查，事故的初步原因已经明确如下：
伏努科沃航空2801航班的机组人员与地面塔台之间的交流存在明显障碍。由于双方都带有浓重的口音，导致英语沟通不畅，最终机组误解了管制员的指令，错误地继续向28号跑道进近。
领航员的工作量过大，他同时负责为机长规划飞行路线和维持机组与地面之间的通讯联系，导致他无法兼顾所有任务，难以准确确定飞机的降落方向。
在降落阶段，飞行员主要依赖GPS导航，忽略了使用VDF（甚高频定向台）服务来验证和调整飞行路径。
在山区执行降落操作时，机组未能有效掌控横向导航，致使成员间对飞行方向出现重大分歧，严重影响了飞机的进近过程。
