นอกจากนี้จากแรงระเบิดทำให้แพนหางดิ่งฉีกขาดหลุดลอยไป ทำให้ไม่สามารถควบคุมเครื่องเลี้ยวซ้ายขวาได้ กัปตันจึงตัดสินใจบังคับเครื่องกลับสู่ชายฝั่ง และพยายามวิทยุขอความช่วยเหลือไปที่หอบังคับการบินโตเกียวเพื่อขออนุญาตนำเครื่องกลับไปร่อนลงฉุกเฉินที่โตเกียว และขอความช่วยเหลือไปที่ฐานทัพอากาศอเมริกาที่โยะโกะตะซึ่งอยู่ใกล้เส้นทางการบินมากที่สุด
เนื่องจากต้องรีบนำเครื่องกลับไปที่โตเกียวให้ได้อย่างเร็วที่สุด กัปตันพยายามตีวงเลี้ยวกับไปที่โตเกียวหลายครั้ง แต่ก็เป็นไปด้วยความยากลำบาก จนในที่สุดเครื่องก็เสียการทรงตัว เพดานการบินลดลง กัปตันพยายามเชิดหัวขึ้นและกางแฟลบแต่ไม่เป็นผล จนกระทั่งเครื่องบินกระแทกกับภูเขาบริเวณหุบเขาโอสุทากะ จังหวัดกุนมะ รวมระยะเวลานับตั้งแต่การระเบิดจนเครื่องตกทั้งสิ้น 32 นาที ผู้โดยสารบนเครื่องต่างมีเวลาในการบันทึกข้อความสั่งเสียถึงครอบครัวซึ่งหน่วยกู้ภัยมาพบเห็นภายหลัง
อุบัติเหตุเครื่องบินตกครั้งนั้น มีผู้โดยสารเสียชีวิต 505 คน ลูกเรือ 15 คน รวมผู้เสียชีวิตทั้งสิ้น 520 คน และมีผู้รอดชีวิต 4 คน นับเป็นอุบัติเหตุทางการบินที่มีจำนวนผู้เสียชีวิตในอากาศยานลำเดียวที่มากที่สุดในโลก
ผู้รอดชีวิตรายหนึ่ง กล่าวว่า ได้ยินเสียงคนร้องระงม ต่อมาก็ค่อยๆหายไปทีละเสียงๆ จนแทบไม่เหลือซักเสียง นาทีนั้นเหมือนฝันร้ายอย่างยิ่ง
สำหรับอากาศยานที่เกิดเหตุเป็นรุ่นโบอิง 747-SR 46 ทะเบียนหมายเลข JA8119 ขึ้นบินครั้งแรกเมื่อ 28 ม.ค. 2517 ก่อนที่จะเกิดอุบัติเหตุมีชั่วโมงการบินที่ 25,030 ชั่วโมง และ 18,835 รอบบิน