Утром 19 марта пилоты рейса FZ981 с 62 людьми на борту дважды попытались сесть в аэропорту в автоматическом режиме, свидетельствует информация с бортовых самописцев. Им не удалось посадить самолет из-за погодных условий: ветер был не только шквалистым, но и постоянно менял направление. Из-за ветра плохо работал автомат тяги Boeing, который обеспечивает движение самолета по заданной траектории снижения или подъема в режиме автопилота.

На третий круг экипаж решил уйти самостоятельно. На высоте около 270 метров, не долетев до взлетно-посадочной полосы шесть километров, пилот нажал клавишу TOGA (Take off. Go around), которая командует лайнеру идти на второй круг. Пилот отключил автопилот и решил самостоятельно вести машину.

Однако пилоты не учли специфику перехода Boeing 737 из режима посадки в режим набора высоты. При заходе на полосу под автопилотом руль высоты лайнера отклонен на пикирование, а хвостовой стабилизатор, наоборот, задирает нос машины. В автоматическом режиме положение рулей плавно меняет компьютер, а в случае ручного управления летчик инстинктивно тянет штурвал на себя, ставя в положение набора высоты и руль, и стабилизатор. Вместе с убравшимися после нажатия клавиши TOGA закрылками самолет вместо плавного набора высоты идет вверх в режиме истребителя.

По мнению экспертов, пилоты из-за усталости или неопытности не смогли распознать маневр самолета. Когда скорость лайнера начала падать, пилоты начали ссориться. Управляющий летчик попытался набрать скорость, увеличив режим работы двигателей до взлетного. Его напарник полагал, что следует опустить нос Boeing. Он кричал: «Стой. Куда? Стоять! Стоять!» и отталкивал от себя штурвал в попытках прекратить набор высоты. В результате в бортовой компьютер стали поступать электрические импульсы от всех манипуляций пилотов, которые в штатном режиме должны работать синхронно. Летчики согласовали действия только тогда, когда почувствовали отрицательные перегрузки, но тогда уже было поздно: самолет несся к земле со скоростью 325 километров в час и под углом около 45 градусов. В оставшееся время пилоты только кричали от ужаса.

Специалисты пока не смогли понять, кто из пилотов совершил ошибку, а кто пытался исправить ситуацию. В последнем диалоге пилоты не упоминают должностей и имен друг друга, а их голоса оказались похожи. Эксперты считают, что для идентификации членов экипажа придется привлекать близко знавших летчиков коллег или их родственников.

По мнению специалистов, катастрофа в Ростове-на-Дону оказалась близка по схеме развития нештатной ситуации к падению Boeing 737-500 авиакомпании «Татарстан» в ноябре 2013 года в Казани. Тогда экипаж также из-за плохих погодных условий, уходя на второй круг, вывел самолет на закритические углы атаки и «уронил» его из-за падения скорости и несогласованности действий. Расследователи даже провели эксперимент, предложив 11 пилотам Boeing-737 уйти на второй круг с малой высоты на авиасимуляторе. С заданием справились только четверо, а все участники заявили, что маневр был таким сложным, что они выполняли его в стрессовом состоянии.