Расследованием причин катастрофы занимались немецкие, чехословацкие и советские специалисты. Также поначалу в процесс изучения обломков активно вмешивались американские военные. К тому же данный самолет не был оборудован какими-либо бортовыми самописцами. Очевидцы на земле слышали громкий гул моторов, что могло свидетельствовать о быстром снижении, который затем прекратился, но следом раздались хлопки или взрывы. Те очевидцы, которые видели сам самолет, говорили, что тот падал по спирали и из его крыла или двигателей виднелось пламя. Согласно показаниям чехословацких радаров, после прохождения Байройта авиалайнер перешел в резкий спуск и за 1 минуту снизился на 1500 футов (457 м). Затем он развернулся на юг и распался в воздухе. Общий разброс обломков составил 5 километров.

Немецкая версия

Согласно выводам немецких следователей, точная причина катастрофы не может быть установлена, есть лишь версия, что самолет распался в воздухе из-за колоссального аэродинамического сопротивления, вызванного резким снижением, которое, в свою очередь, могло быть либо непреднамеренным, либо намеренным экстренным. Так непреднамеренное снижение могло быть вызвано сбоем в работе авиагоризонтов (из-за их отказа или потери электропитания) или управляющих плоскостей (элероны, рули направления и высоты), либо потери у обоих пилотов возможности управлять самолетом (например, потеря сознания). Контраргументом к последней версии может служить то, что оба пилота перед вылетом проходили медицинское освидетельствование и были признаны здоровыми. К тому же вероятность того, что все находящиеся в кабине потеряют сознание (кроме пилотов, в кабине были также штурман, бортинженер и бортрадист), почти равна нулю. Да даже если бы это произошло, к примеру, из-за декомпрессии, то самолетом в тот момент управлял автопилот.
Также снижение могло быть намеренным, когда пилотам пришлось прибегнуть к экстренному снижению, но переоценили возможности конструкции планера, разогнав его до закритической скорости. Такое снижение могло быть вызвано сильным задымлением или наличием открытого огня. Однако на обломках и на телах жертв не было обнаружено никаких признаков пожара на борту, либо еще каких-либо воздействий, которые заставили бы экипаж применить экстренное снижение. К тому же оба пилота налетали на самолетах примерно по полторы-две сотни часов, то есть не были новичками.
После изучения обломков немецкие следователи пришли к выводу, что наиболее вероятной причиной катастрофы стало внезапное отклонение руля высоты на пикирование, что и ввело авиалайнер в крутое снижение. Среди первопричин этого может быть сбой в работе автопилота.

Советско-чехословацкая версия

Советско-чехословацкие специалисты раскритиковали немецкую версию и выдвинули версию, что самолет падал уже поврежденным, так как был сбит немецкими или американскими войсками. Согласно данной версии, произошел внешний взрыв с левой стороны, который повредил левую плоскость крыла и хвостовое оперение, что и привело к переходу в пикирование. В то же время данной версии противоречил советский отчет 1961 года, в котором было указано, что по результатам изучения обломков следов поражения самолета стрелковым оружием или ракетой не обнаружено. Поэтому осенью 1962 года чехословацкая сторона отправила в ICAO несколько технических комментариев к окончательному докладу, который был принят без замечаний. Фактически через 2,5 года после катастрофы чехословацкие специалисты признали версию немецкой стороны.

По мнению Мирослава Ворачека - бывшего члена Комиссии по расследованию данной катастрофы, наиболее вероятно, что катастрофа была вызвана плохой настройкой триммера руля высоты, или ее автоматическим смещением и последующим отключением автопилота. Эту же версию поддерживали и отдельные бывшие чехословацкие летчики и инструкторы, работавшие на Ил-18.

Состояние пути на 306-308-м км непрерывно ухудшалось в период перед крушением. За сутки до крушения при проверке вагоном-путеизмерителем были установлены отступления в содержании пути на 306-308-м км IV и V степеней по просадкам, по перекосам, по положению пути в плане. Такие отступления не обеспечивали безопасность движения с установленными скоростями 160 км/ч и в соответствии с техническими указаниями требовали ограничения скорости по 306-му километру до 60 км/ч, по 307-му — до 120 км/ч и по 308-му — до 25 км/ч.
Однако старший дорожный мастер Гаврилов необоснованно, без устранения неисправностей, отменил предупреждение, по которому скорость следования была ограничена до 60 км/ч. Это предупреждение было выдано заместителем начальника путеизмерительного вагона и могло быть отменено согласно п. 7.14 Инструкции по обеспечению безопасности движения поездов при производстве путевых работ (ЦП/4402) только начальником дистанции пути.
В результате поезд №159 "Аврора" двигался по аварийному участку пути без ограничения скорости. Просадка пути была настолько большой, что привела к саморасцепу первого вагона и локомотива поезда, следовавшего со скоростью 155 км/ч. Перепад высот автосцепок в момент саморасцепа оказался настолько большим, что автосцепкой электровоза ЧС6-017 поезда № 159 у первого вагона была повреждена поддерживающая балка, на которую опирается переходная площадка.
В результате саморасцепа произошел обрыв тормозной магистрали, который вызвал экстренное торможение состава поезда. При этом возникла дополнительная продольная сила, которая привела к разрушению ослабленного пути в конце первого пикета 308-го км и сходу вагонов с последующим крушением.
В вагоне-ресторане в результате опрокидывания возник пожар, который перекинулся на другие вагоны поезда. Пожарные машины, спешившие из Бологого, Вышнего Волочка, Удомли и Боровичей, не смогли оперативно добраться до места из-за болотистой местности. Пожарный поезд, вышедший к месту крушения, быстро исчерпал запасы воды из-за большого масштаба пожара. Для доставки воды на тушение пожара было организовано постоянное курсирование пожарных автомобилей от водоисточника, находящегося примерно в 2 километрах от места аварии, до ближайшего места, к которому можно было подъехать. Это место было примерно в 150-200 метрах от железнодорожного полотна, далее был сплошной болотистый участок, где глубина воды достигала местами 50-60 см. Пожарные и прибывшие к месту крушения военнослужащие срочной службы сделали проход по этому участку из срубленных деревьев и проложили рукавные линии для подачи воды для тушения пожара.

Все 15 вагонов пассажирского поезда сошли с рельсов. Было повреждено 2500 м контактной сети, 500 м железнодорожного пути. До степени исключения из инвентаря повреждено 12 вагонов.
В результате 31 человек погиб и более 100 получило телесные повреждения различной степени тяжести, допущен перерыв в движении поездов на участке свыше 15 часов.

Приказом Министра Путей Сообщения 14 сентября 1988 года № 36 / Ц:

За серъезные недостатки в содержании пути и других технических средств, работе с кадрами, неудовлетворительное обеспечение безопасности движения и допущенное крушение скоростного пассажирского поезда №159 "Аврора" ряд работников Октябрьской ж.д. привлечены к ответственности. Освобождены от занимаемых должностей ст.дорожный мастер Бологовской дистанции пути Гаврилов и и.о.начальника этой дистанции Хрусталев, зам. начальника Бологовского отделения Измоденов, ревизор по безопасности этого же отделения т. Базаров, начальник службы пути Шеленин и ревизор по безопасности движения Ланцов. Привлечены к строгой дисциплинарной ответственности заместители начальника дороги т.т. Мельков, Радионов, Густов.
Коллегия МПС рассмотрела меры по дальнейшему повышению технического уровня и надежности работы линии Ленинград – Москва.

Приказом Начальника Октябрьской железной дороги 25 августа 1988 года № 133 / Н:

Начальнику Бологовского отделения дороги Анненкову объявлен строгий выговор, его заместитель Измоденов освобожден от занимаемой должности, гл.ревизор Бологовского отделения Базаров освобожден от занимаемой должности, зам.начальника дороги Мелькову объявлен строгий выговор, начальник службы пути Шуленин освобожден от занимаемой должности, гл.инженеру службы перевозок Столярову объявлен строгий выговор, дорожный ревизор по безопасности движения Ланцов освобожден от занимаемой должности, зам.начальника службы пути Якуненков предупрежден о неполном служебном соответствии, просить Коллегию МПС о неполном служебном соответствии зам.начальника дороги – главного ревизора по безопасности Радионова, зам.начальника дороги по кадрам Густову объявлен строгий выговор.

Органами прокуратуры по факту крушения было открыто уголовное дело. Дорожный мастер Н.Гаврилов был приговорен к длительному сроку заключения.

Тем временем срабатывание стоп-крана блокировало тормоза в заторможенном состоянии, а для снятия блокировки необходимо повернуть специальную небольшую рукоять, которая находится на торце вагона (в данном случае на втором вагоне со стороны переднего тамбура). В попытке дотянуться до рукояти, машинист опирается на ручку концевого крана на тормозной магистрали и, сам того не замечая, поворачивает его. После машинист возвращается в кабину и обнаруживает, что тормоза на семи вагонах из восьми по-прежнему заблокированы. Машинист решает, что причиной этого является воздушная пробка, на самом же деле он перекрыл тормозную магистраль между первым вагоном и остальным составом (фактически отключив тормоза всех вагонов, кроме головного, от управления), а система безопасности принудительно заблокировала тормоза на отключенных вагонах. Не зная об этом, машинист с помощью кондуктора Жана Бове вручную стравливает воздух из тормозных цилиндров на каждом вагоне, после чего возвращается в кабину, и поезд в 19:02 отправляется от станции. К тому времени опоздание от расписания уже составляло 26 минут, поэтому в спешке машинист лишь вскользь обращает внимание на манометры и решает, что все в порядке, не заметив некорректное показание манометра тормозной магистрали.
Ввиду большого отставания от графика, поездной диспетчер дает команду Солену проехать оставшуюся промежуточную платформу (Мезон-Альфор) без остановки, то есть ехать сразу до конечной остановки - Лионского вокзала.
Около 19:06 машинист задействовал тормоза для снижения скорости, так как на подъезде к вокзалу ограничение составляло 60 км/ч. Тут он осознает, что на следующем со скоростью 96 км/ч поезде почти не работают тормоза (тормозил лишь головной вагон), при этом до вокзала остается всего два с лишним километра. Тогда он дает поручение кондуктору найти и включить ручной тормоз, который расположен в одном из вагонов. Стоит отметить, что электропоезд Z5300 оснащен реостатным тормозом, который мог бы дать дополнительный тормозной эффект, особенно на высоких скоростях. Однако если одновременно использовать и пневматические тормоза и электрические, то это может привести к заклиниванию колес, поэтому машинисты ими пользовались крайне редко. Наиболее вероятно, что и в данном случае Даниэль Солен решил не рисковать, хотя и не исключено, что попросту забыл о них. Между 19:07 и 19:08 машинист докладывает диспетчеру о том, что в его электропоезде неисправны тормоза, но при этом забывает назвать самого себя, а также номер поезда.
Несмотря на малый тормозной эффект, скорость поезда снижается с 96 до 45 км/ч, когда 300-тонный электропоезд достигает крутого спуска, ведущего на подземные пригородные платформы, и начинает вновь разгоняться. Паникуя, машинист сообщает диспетчеру об отказе тормозов, но забывает назвать себя, тем самым лишая работников вокзала возможности узнать, в каком именно составе отказали тормоза. Затем он дает команду пассажирам перебраться в хвост поезда и сам покидает кабину. Однако перед этим он сгоряча нажимает кнопку тревоги на пульте, чем значительно усугубляет ситуацию: по поездным рациям начинает поступать в виде писка "сигнал тревоги", который обязует всех машинистов, услышавших его, остановить их поезда. На диспетчера обрушивается шквал вызовов от машинистов различных поездов, желающих выяснить причину сигнала, из-за чего диспетчер не может связаться с машинистами четырех прибывающих на вокзал поездов, чтобы выяснить, в каком из них произошла неисправность. Помимо этого, получив сигнал тревоги, работники вокзала согласно инструкции отключают системы приготовления рельсовых маршрутов, и, таким образом, маршрут для неуправляемого поезда на пустой путь так и не был подготовлен, и поезд ехал на 2-й подземный путь вокзала.
В это время на 2-м подземном пути стоял переполненный по причине часа пик электропоезд Z5300 (поезд №15339), который должен был отправиться уже несколько минут тому назад. Его машинист Андрэ Танги пытается связаться с диспетчером, но из-за шквала вызовов от других машинистов ему это так и не удается. В свою очередь, диспетчер не может предупредить Танги об опасности. В 19:10 кондуктор неуправляемого поезда наконец находит ручной тормоз, но время уже упущено. Примерно тогда же машинист стоящего у платформы поезда видит появившийся из темноты тоннеля электропоезд, который несется прямо на него. Танги хватает микрофон и по внутренней связи приказывает пассажирам немедленно покинуть вагоны. 15 секунд спустя головной вагон неуправляемого Z5300 на скорости 70 км/ч врезается в головной вагон стоящего и вспарывает его и второй вагон. Ударная волна распространяется эхом по всему вокзалу.

Всего погибло 56 человек и 57 были ранены. Все они находились в стоящем поезде, либо совсем рядом. Находящиеся же в мчащемся неуправляемом поезде отделались лишь небольшими царапинами, так как находились в последних вагонах. Среди погибших был и машинист Андрэ Танги, который, несмотря на опасность, не покинул кабину и до последнего говорил пассажирам, чтоб они покинули вагоны. Позже следователи признали, что Андрэ ценой своей жизни спас жизни нескольких десятков пассажиров.

На участке Батайск - Лихая поезд вел электровоз 2ВЛ60к, далее на станции проводилась смена локомотивов и локомотивных бригад. Помощнику машиниста сдающей бригады не удалось закрыть концевой кран тормозной системы со стороны первого вагона, кран пропускал воздух, и давление не позволяло разъединить рукава тормозной системы; поэтому помощник машиниста перекрыл кран между 6-м и 7-м вагонами, но не сообщил об этом принимающей бригаде. Примерно в полночь электровоз 2ВЛ60к был отцеплен от состава, а вместо него прицепили трехсекционный ВЛ80с−887/842 (двухсекционный электровоз с дополнительной секцией). После прицепки электровоза локомотивная бригада провела опробование тормозов. В ту ночь на Лихой скопилось много поездов, из-за чего опробование тормозов проводилось в спешке. После затормаживания состава один из осмотрщиков, в соответствии с должностной инструкцией, прошел вдоль состава, убедившись, что на всех вагонах тормозные колодки притянуты к колесам, о чем и доложил по рации напарнику, затем направился к соседнему поезду. Другой же осмотрщик, убедившись по первому вагону, что тормоза работают штатно, выдал машинисту справку об опробовании тормозов формы ВУ-45.
В 00:45 со станции Лихая в сторону станции Каменская (расстояние между ними составляет 24 км) отправился пассажирский поезд №347 сообщением Краснодар - Москва, а за ним в 00:55 - поезд №335 (Ростов-на-Дону - Москва). Эти два поезда были пущены следом за грузовым №2081, а следом за пассажирскими было решено пустить №2035. В 01:02 грузовой поезд отправился со станции в северном направлении. На ведущем его электровозе ВЛ80с−887/842 управление велось из третьей - дополнительной секции. С места поезд двинулся с трудом, с некоторой заторможенностью движения. Однако машинист впервые водил поезда столь большой массы, и поэтому предположил, что для тяжеловесных поездов столь тяжелое трогание с места - вполне нормальное явление.
Вскоре после отправления со станции Лихая машинист поезда №2035 Батушкин в пути следования провел опробование тормозов, в ходе которого машинист подает в тормозные цилиндры воздух под определенным давлением, после чего оценивает тормозной путь, который прошел поезд при падении скорости на 10 км/ч. Как и ожидал машинист, поезд сбросил скорость, что свидетельствовало о работе тормозов. Однако при этом локомотивная бригада не придала значения тому, что тормозной путь составил не 300 метров, как положено по нормативам, а около 700. В результате поезд продолжал разгоняться, пока через 8 километров не начался затяжной спуск, ведущий в долину реки Северский Донец к центральной части города Каменск-Шахтинский.
В начале спуска машинист при скорости 65 км/ч применил первую ступень служебного торможения. Однако скорость поезда не падала, а наоборот стала расти. Тогда машинист применил следующую ступень торможения (повысил давление в тормозных цилиндрах), но и это не помогло. Скорость грузового поезда продолжала расти даже после применения экстренного торможения. Машинист попытался дважды применить реостатное торможение (в режиме реостатного торможения тяговые электродвигатели, как правило, отключаются от контактной сети, а их обмотки возбуждения реверсируются и подключаются к независимому источнику) и даже контрток, но безуспешно. До станции Каменская оставалось десять километров, когда локомотивная бригада доложила поездному диспетчеру (ДНЦ) Литвиненко и дежурной по станции (ДСП) Каменская Скурединой о том, что у них тяжелый грузовой поезд с неисправными тормозами, идущий на большой скорости в сторону станции. В это время на самой станции Каменская все пути были заняты различными составами, в том числе, с опасными грузами. На 5-м пути станции находился пассажирский поезд №347, а входного светофора ожидал №335. Поезд №335 состоял из 15 вагонов, ведомых электровозом ЧС4Т−489, которым управляла локомотивная бригада из депо Лихая. Пассажирские поезда при этом отставали от расписания. Это было связано с тем, что следовавший перед ними грузовой поезд №2081 опоздал на 5 минут, так как управлявший им машинист, из-за неправильного управления тормозами, завысил время хода. Тем временем диспетчер принимает решение пропустить поезд № 335 без остановки, но связаться с локомотивной бригадой данного поезда ни ему, ни ДСП Каменская не удалось. Виновен в этом оказался помощник машиниста поезда № 2035 Штыхно, который после доклада о координатах поезда продолжил держать в руках тангенту микрофона, в результате чего эфир радиовещания был заглушен шумами их радиостанции. Из-за этого локомотивные бригады впереди идущих поездов не знали об опасности, поэтому пассажирский поезд №335 под разрешающее показание входного светофора (два желтых) прибывает на станцию Каменская на 5-й путь и в 01:28 останавливается у платформы. Начинается посадка пассажиров. Перевести стрелочные переводы так, чтобы неуправляемый поезд попал на другой путь, было невозможно, так как все остальные пути были заняты грузовыми составами, а блокировка не позволяет настроить маршрут следования на уже занятый путь.
Когда неуправляемый грузовой поезд подъезжал к станции, машинист приказал помощнику уйти из кабины. Перед тем как уйти, помощник машиниста отпускает микрофон, благодаря чему ДСП наконец связывается с машинистом поезда №335 и, кратко объяснив критичность ситуации, приказывает тому под желтый сигнал светофора Н5 (выходной с 5-го пути) отправляться со станции. Однако проводники вагонов были не в курсе происходящего, поэтому когда простояв всего минуту у платформы пассажирский поезд начал отправляться, в вагоне №10 проводник Туркин сорвал стоп-кран. Это было сделано согласно должностной инструкции, с целью остановить неожиданно поехавший поезд и произвести должным образом посадку пассажиров. Помощник машиниста пассажирского электровоза Пантелейчук побежал к данному вагону, чтобы объяснить ситуацию, но времени уже не было. В 01:31 на станцию Каменская на скорости около 140 км/ч въехал грузовой поезд №2035. Поезд проследовал до стрелочного перевода № 17, где при следовании на ответвление произошел разрыв автосцепки между первым и вторым вагонами, после чего второй вагон сошел с рельсов, а налетевшие на него остальные вагоны образовали завал. Однако электровоз, с одним вагоном - зерновозом общей массой 288 т остался на рельсах и проследовал на 5-й путь, где проехал 464 метра и на скорости свыше 100 км/ч столкнулся с хвостом пассажирского поезда, разрушая вагоны со спящими людьми.

Погибло 106 человек (104 пассажира и 2 проводника). Из пассажиров последних 2 вагонов выжили 9 человек - некоторые стояли рядом на платформе, остальных выбросило из вагонов при ударе. Ранеными оказались 114 человек, в том числе члены локомотивной бригады поезда №2035, так как помощник машиниста в момент крушения находился в машинном отделении, а машиниста при ударе выбросило из кабины через лобовое стекло, и он упал на ветки стоящих рядом деревьев.

Ночью в Каменск-Шахтинском был сформирован штаб по ликвидации последствий крушения. В результате крушения у пассажирского поезда третий с хвоста вагон (№13) оказался серьезно поврежден, а два последних (14-й и 15-й) были практически полностью разрушены, и на них сверху лежал разбитый электровоз. У нечетной горловины станции находился завал высотой около 15 метров из разрушенных грузовых вагонов, груз был почти полностью рассыпан. Инерция состава при крушении была такова, что вагоны еще и зарылись в землю - некоторые почти на 10 метров. На станцию были направлены восстановительные поезда, бульдозеры, тракторы и краны. Для ликвидации последствий крушения на место происшествия были также направлены военнослужащие, рабочие с близлежащих предприятий и студенческие отряды. Отдельной проблемой стало рассыпавшееся зерно, которое подчас приходилось собирать не только бульдозерами, но и вручную. Ночью включались прожекторы, что позволяло проводить работы круглосуточно.
В результате трагедии были разрушены до степени исключения из инвентаря 2 секции электровоза, 54 грузовых и 3 пассажирских вагона, повреждено 300 метров пути, 2 стрелочных перевода, 8 опор контактной сети и 1000 метров контактных проводов, потеряно 330 тонн зерна.
Материальные потери составили около 1.500.000 советских рублей. Из-за завала грузовыми вагонами движение поездов по I пути было прервано на 1 ч 30 мин, а по II пути - на 82 ч 58 мин.

Расследованием причин катастрофы занималась правительственная комиссия во главе с заместителем председателя Совмина СССР Г.Г.Ведерниковым. Она же отвечала за оказание помощи пострадавшим. Электровозы ВЛ80с−842 и ВЛ80с−887 на момент катастрофы были относительно новыми. Проверка также подтвердила, что их оборудование перед самим крушением работало вполне исправно. Тогда комиссия стала исследовать вагоны данного поезда, при этом наибольшее ее внимание привлек последний вагон состава, который остался стоять на рельсах возле завала из остальных вагонов и оказался единственным уцелевшим из них. При переговорах по рации локомотивная бригада поезда №2035 докладывала, что у поезда отказали тормоза, однако, последний вагон был обнаружен утром в заторможенном состоянии (и это спустя несколько часов после катастрофы!). Также признаки длительного торможения наблюдались на многих вагонах грузового поезда. Но в то же время, тормозные колодки локомотива оказались практически полностью сточены, такая же картина наблюдалась и на нескольких первых вагонах. При дальнейшем осмотре было выявлено, что между 6-м и 7-м вагонами был перекрыт концевой кран тормозной магистрали, то есть 49 вагонов из 55 оказались отключены в заторможенном состоянии. Так как состав продолжал стоять в таком состоянии на протяжении около получаса (столько времени прошло от момента опробования тормозов до отправления поезда со станции), то на отключенных вагонах, из-за утечек воздуха из тормозной системы, давление тормозных колодок на колеса постепенно ослабло. В ходе проведенного позже следственного эксперимента это предположение подтвердилось: трехсекционный ВЛ80с мощностью 9780 кВт сумел взять с места частично заторможенный состав из 55 грузовых вагонов.

Обвиняемыми рассматривались ДНЦ и ДСП станции Каменская, которые не подготовили для неуправляемого поезда безопасный маршрут, осмотрщики вагонов, которые проверяли работу тормозов поезда №2035 с грубыми нарушениями, локомотивная бригада данного поезда, которая не проконтролировала работу осмотрщиков вагонов, а также локомотивная бригада поезда №335, не убравшая своевременно пассажирский поезд, и проводник вагона №10. Однако уже в ходе расследования ДСП и ДНЦ были оправданы, так как их действиям помешала защитная блокировка стрелок, оправдали также локомотивную бригаду поезда №335 и проводника, так как они не знали об опасности. Помимо этого, из гуманных побуждений, было решено не судить и локомотивную бригаду поезда №2035: помощник машиниста был серьезно покалечен, а машинист и вовсе стал инвалидом. В результате на скамью подсудимых попали осмотрщики вагонов Трусов А. и Пузанов Н. 17 ноября 1988 года ТАСС передал сообщение, согласно которому данные работники были осуждены на 12 лет.

18 сентября 1960 года в 18:57 (здесь и далее указано летнее время Гуама - GDT) рейс 830 вылетел из филиппинской авиабазы Кларк и спустя семь часов полета, в 01:50 уже 19 сентября, приземлился на морскую авиабазу Агана (Гуам). Этот полет прошёл без отклонений, а на Гуаме лайнер принял новый экипаж, который находился здесь с 16 сентября.
Наземным обслуживанием гражданских самолетов и подготовкой пассажирских рейсов в Агане, по контракту с World Airways, занималась Pan American World Airways (Pan Am). У сдающего экипажа по самолету не было никаких замечаний, но на Гуаме при осмотре на киле у задней части высокочастотной антенны было обнаружено L-образное отверстие в обшивке. При более внимательном рассмотрении выяснилось, что это усталостная трещина, поэтому авиатехники компании Pan Am при наблюдении бортинженера из экипажа самолета выполнила временный ремонт, удалив часть обшивки с трещиной и поставив на это место заплатку площадью 18 кв.дюймов. Командир самолета Холман также наблюдал за ремонтом и был им удовлетворен.
Всего на борту находились 86 пассажиров и 8 членов экипажа, включая сотрудника Федерального агентства по авиации, а примерный вес лайнера на момент взлета не превышал максимально допустимую норму.
Согласно полученному экипажем от представителя Pan Am прогноза погоды, на 06:06 ожидалась переменная облачность с нижней границей 1400 футов (430 м) и переменная на 14000 футов (4300 м), высокая сплошная, видимость 15 миль (24 км). Гражданские утренние сумерки должны были начаться в 06:49, а солнце взойти лишь в 07:10. Схема вылета из аэродрома Агана предусматривала, что после взлета с полосы "6 левая" самолет должен был подняться до 10400 футов (3200 м), после чего выполнить правый разворот. Плакат с этой схемой был и на диспетчерском пункте, куда приходил командир экипажа для получения инструктажа. На самом аэродроме при этом была распространена практика, когда экипажи выполняют данный разворот не менее, чем на высоте 1000 футов (304 м).
Далее экипаж перешел на связь с диспетчером взлета и посадки и получил от него разрешение на полет. Сами переговоры между диспетчером и экипажем не записывались, но зато запись вел магнитофон внутри диспетчерской, из которого было определено, что экипаж получил разрешение следовать прямым курсом на Уэйк на эшелоне 11000 футов (3400 м), а также указание после взлета выполнить правый поворот на курс 100° и затем переходить на связь с центром. Затем диспетчер дал разрешение на взлет, после чего в 06:00 экипаж начал разбег.
Согласно показаниям очевидцев, самолет выполнил нормальный пробег по полосе протяженностью примерно 5000 футов (1500 м), после чего поднялся в воздух и пролетел над ярко освещенной строительной площадкой в конце полосы, при этом очевидцы заметили, как он сразу выполнил небольшой поворот и начал набор высоты.
Через 50 секунд летящий на высоте 580 футов (180 м) над уровнем моря (300 футов (91 м) над уровнем аэродрома) авиалайнер в двух морских милях от аэродрома (3.5 км) врезался в покрытый лесом склон горы Барригада. Промчавшись 975 футов (297 м) через деревья с примерным курсом 120°, "Дуглас" остановился. Согласно показаниям выживших, сам удар о деревья был небольшим, но затем возник сильный пожар, который продвигался от хвоста к носу. 13 пассажиров успели спастись через разлом на левой стороне салона и через аварийный люк над правым крылом. Из экипажа смог спастись лишь штурман, который выбрался через окно со стороны второго пилота. Все остальные находящиеся на борту 73 пассажира и 7 членов экипажа, то есть всего 80 человек, погибли.

Так как взлет выполнялся в предрассветных сумерках, то много внимания в ходе расследования было уделено проверке работы маяка на вершине горы Барригада, в которую врезался "Дуглас". Этот маяк светится красным мерцающим светом и был установлен на вершине башни высотой 84 фута (26 м), то есть выше деревьев и разных препятствий, которые могли бы его заслонить. Этот маяк горел на протяжении всего короткого полета рейса 830, но его источником света являлась горелка на ацетиленовом газе, которая давала свечение менее яркое, нежели расположенные на вершинах некоторых радиоантенн красные электрические маяки, которые располагались чуть правее траектории полета, но были выровнены на одной высоте с ацетиленовым маяком, либо на 200 футов (61 м) ниже его. Впрочем, стоит отметить, что вскоре после происшествия ацетиленовую горелку заменили двумя электрическими лампами мощностью по 600 Вт каждая, а вместе они светили с яркостью 2000 свечей, мигая при этом с частотой 32 раза в минуту (управлялись фотоэлементом).
Изучение характера разрушение позволило определить, что в деревья самолет врезался почти в горизонтальном положении и с небольшим правым креном. Ударившись в гору на высоте 580 футов (177 м) над уровнем моря, лайнер промчался вверх по склону 975 футов (297 м), после чего остановился уже на высоте 605 футов (184 м). Шасси и закрылки в этот момент были убраны. Сам самолет до момента удара о деревья, согласно записям в технических журналах, был полностью исправен. Пожара или разрушения конструкции на борту не было.
Из-за темноты экипаж мог не видеть контуров горы, но должен был знать о ней, ведь о ней было указано и в инструктажах по выполнению полета, а также предупредил диспетчер. Вообще схема взлета с полосы "6 левая", которая, согласно утверждениям представителя World Airways была и в полетных данных, предусматривает сперва набор высоты до 1000 футов (300 м), а затем уже поворот на восток. Но командир по неустановленным причинам сразу выполнил поворот, направившись таким образом к горе. Маяк на вершине горы, который должен был предупреждать об опасности, в данном случае был закрыт предрассветной дымкой, которую не смог пробить из-за своего слабого света.
По результатам расследования причиной катастрофы была названа ошибка пилотов, которые не соблюдали установленные процедуры по выполнению взлета с полос "6 левая" и "6 правая" аэродрома Агана.