斯加、白令海以及西太平洋的多个导航点时航管均未作出警告，机长也在偏离导航点数百公里的情况下，多次向航管通报自己正常通过导航点，随即两次分别侵入苏联位于堪察加半岛和库页岛的领空，遭苏联国土防空军Su-15拦截机拦截。由于事发时间未日出，苏方误判其为RC-135侦察机，在联络不果、四次空射炮击警告无效后，苏联军机于库页岛苏联领空内，向007号班机发射两枚空对空导弹，命中一枚，此时007号班机偏离原定航线达600余公里。13分钟后，007号班机坠毁于库页岛西南方的公海，机上所有乘客与机组员死亡。因为机上载有含美国