Ил-20 исчез с радаров поздно вечером 17 сентября при подлете к средиземноморскому побережью Сирии.
18 сентября в минобороны РФ сообщили, что он был сбит сирийскими средствами ПВО. В результате погибло 15 российских военнослужащих. По информации министерства обороны РФ, самолет подставили под огонь израильские истребители F-16, которые наносили удары по Сирии. Они якобы прикрывались российским самолетом.
Министр обороны РФ Сергей Шойгу подчеркнул, что вина за произошедшее полностью лежит на израильской стороне. Он сказал своему израильскому коллеге Авигдору Либерману, что Россия оставляет за собой право на ответные шаги.
В Армии обороны Израиля заявили, что крушение российского Ил-20 произошло из-за "обширного и беспорядочного" огня сирийской ПВО, и возложили ответственность на Сирию. В ЦАХАЛ заявили, что в момент крушения самолета истребители F-16 уже были на территории Израиля.
21 сентября Израиль передал российским военным информацию о произошедшем.
23 сентября в минобороны РФ опровергли заявление Армии обороны Израиля, что в момент крушения израильских истребителей уже не было на территории Сирии. По информации российского оборонного ведомства, Израиль сообщил российской стороне перед операцией, что истребители F-16 будут наносить удары по целям на севере Сирии, хотя на самом деле они атаковали западную часть страны.