Cieľom letu v auguste 1975 mal byť Teherán. Stroj vzlietol z Prahy. Po 3,5 hodine letu posádka nahlásila, že plánuje začať priblíženie, čo jej kontrolná veža v Damasku povolila. Lietadlo ešte stihlo potvrdiť informáciu o priaznivom počasí na letisku, to bolo však posledné spojenie s letom OK 540 Československých aerolínií. O štyri minúty iľjušin havaroval.
Neobývanú nočnú krajinu ožiarili po náraze plamene, ktoré zachvátili veľkú časť trupu a potom výrazne sťažili vyšetrovanie príčin nehody. Experti zistili, že stroj sa dotkol zeme v celku, najprv predným podvozkom, potom ľavým krídlom, hlavným podvozkom a nakoniec zadnou časťou trupu a pravým krídlom. Obrovské šťastie mali polročné dieťa a arabský študent, ktorí obaja sedeli vzadu a po náraze vypadli von. Vyhli sa ohňu, ktorý zasiahol trosky.
V kokpite sa nachádzali kapitán Ján Gajdoš a druhý pilot Stanislav Žižka. Druhý menovaný v čase nehody riadil stroj. Vyšetrovateľom sa nikdy nepodarilo odhaliť, prečo skúsený Žižka nezvládol jednoduché pristávanie a prečo nárazu nezabránil ani Gajdoš. Veď Žižka mal nalietaných takmer 15-tisíc hodín a Gajdoš dokonca o 4-tisíc viac.
Objasnenie nešťastia sťažil fakt, že mohutný požiar zničil takzvanú čiernu skrinku a v kokpite bola zlikvidovaná väčšina prístrojov. Vyšetrovatelia uviedli, že ako najpravdepodobnejšia možnosť je to, že posádka si nebola vedomá skutočnej výšky letu a tesne pred nárazom sa domnievala, že je o niekoľko stoviek metrov vyššie. Na letiskách socialistických štátov dispečeri uvádzali výšku QFE (skutočný barometrický tlak v úrovni dráhy), ale od veže v Damasku piloti dostali výšku QNH (tlak prepočítaný na hladinu mora). Osudnou sa mohla stať zámena týchto údajov.
Autor kníh o leteckých nehodách Ladislav Keller však považuje za pravdepodobnejšie to, že druhý pilot zle manipuloval s prístrojmi: „Žižka sa zrejme pomýlil pri zadávaní hodnoty tlaku a na výškomere nastavil chybnú hodnotu.“ Údaje mal síce ešte kontrolovať navigátor, ktorý býval v tej dobe bežne členom posádky, ale asi to neurobil.
Objavili sa aj špekulácie, že pod tragédiu sa podpísali nezhody medzi pilotmi. Ich známi hovorili, že Gajdoš a Žižka sa doslova nenávideli. V osudný deň sedeli spolu v kokpite, pretože pôvodne nasadený druhý pilot neprišiel do práce. Do služby povolali zálohu, ktorou bol Žižka.
Existovala aj teória o tom, že iľjušin omylom zostrelila sýrska raketa a z politických dôvodov sa prípad ututlal. Tvrdenia takpovediac z druhej ruky sa však nepodarilo dokázať. Keďže lietadlo dopadlo na zem v celku, naznačuje to chybu pilotov.