Гагарин и Серегин, находясь на высоте около трех километров, обнаружили в кабине неисправный вентиляционный кран и попытались снизиться. Однако они провели маневр слишком резко, и оба потеряли сознание. Истребитель разбился.

Вентиляционный кран оставил незакрытым пилот, летавший до них. До сих пор считалось, что в течение нескольких дней до гибели МиГ использовал только Юрий Гагарин.

Бывший военный летчик Игорь Кузнецов и группа специалистов по авиации заявили об установлении причины гибели Юрия Гагарина. По их мнению, причиной гибели первого космонавта стала паническая атака, развившаяся после того, как Гагарин и его напарник Владимир Серегин обнаружили, что кабина самолета не герметична. Выводы Кузнецова и коллег приводит британская газета The Daily Telegraph.

На данный момент официальной реакции на заявление Кузнецова и коллег не последовало. Помимо предложенной ими версии существует еще несколько предположений, объясняющих катастрофу, однако ни одно из них не является общепризнанным. Расследовавшая аварию государственная комиссия заключила только, что самолет ушел в штопор из-за изменившийся воздушной обстановки.