由于空难不久前，伊朗为报复美军刺杀卡西姆·苏莱曼尼而发射导弹空袭驻伊拉克美军基地，故外界早已有观点认为客机可能被伊朗方面的导弹击落。1月8日清晨，约旦《》报导称，该飞机是被伊朗导弹意外击中而坠落。同日10时，据伊朗伊斯兰共和国通讯社报道称，伊朗道路与城市建设部通信与信息中心负责人表示，乌克兰波音737客机从德黑兰起飞不久后坠落的原因为发动机故障导致的机体起火，如果飞机坠落是被导弹击中，机体肯定会在空中就已经爆炸。乌克兰国际航空宣布无限期停飞德黑兰航班。1月9日，加拿大總理賈斯汀·杜魯多表示加拿大有多方情报来源证实飞机被伊朗导弹击中，但可能是误击。英國首相鮑里斯·強森和澳大利亞總理斯科特·莫里森亦表示烏克蘭客機可能被伊朗意外擊落。美國總統特朗普也表示墜機事件可能是人為導致。同日，紐約時報公布一段客機遭到飛彈擊中的影片。