В тот день рейс KAL 902 следовал из Парижа в Сеул в западном направлении над приполярными районами. Находясь над Гренландией, он сделал разворот почти точно на 180 градусов прямо при свете дня, что было очевидно даже для пассажиров, которые видели, как солнце переместилось с одной стороны самолета на другую. KAL 902 затем направился в сторону советских оборонительных сооружений на Кольском полуострове (к месту, где недавно появились советские межконтинентальные баллистические ракеты). Неподалеку от Мурманска, штаб-квартиры советского Северного флота, советский истребитель вынудил «Боинг» 707 приземлиться на лед замерзшего озера. Советский источник сообщил, что этот полет был скоординирован с пролетом американского спутника, способного фиксировать работу советских радаров и систем связи, активизированных самолетом-нарушителем.
Но даже и в этом случае пассажиры были возвращены представителям «Корейских авиалиний» в двадцать четыре часа. Экипаж был освобожден через несколько дней, после того как командир «Боинга» подписал признание, в котором говорилось, что он намеренно сошел с курса в целях осуществления шпионской миссии. После возвращения на родину он заявил, что подписал этот документ под давлением и что его приборы вышли из строя. Карьера командира «Боинга» не пострадала. Вернувшись домой, он был встречен как герой и получил повышение. Вице-президент Чо полагал, что все пойдет так же, как и в первый раз.
Вице-президент Чо приземлился в Токио приблизительно в 13.00 по местному времени. Но дальше он никуда не вылетел. По прибытии его ожидали плохие новости, которые делали бессмысленными все попытки вернуть пассажиров самолета. Примерно в полдень Министерство иностранных дел СССР проинформировало японское посольство в Москве, что рейс 007 не приземлился на Сахалине и они не имеют никаких сведений о местонахождении самолета. Оставалось только ждать. Но чего? Вице-президент Чо был уверен, что у самолета кончилось горючее и он больше не находится в воздухе. Помимо ложной информации о приземлении самолета на Сахалине Чо не получил больше никаких новых сведений о его положении и начал опасаться, что самолет разбился. Поползли тревожные слухи.
Японский военный радар зафиксировал активность над Сахалином, первоначально интерпретированную операторами как попытку перехвата, вслед за которой последовала вынужденная посадка. Более поздний анализ данных радара показал, тем не менее, что эта информация относилась не к полету одиночного самолета, описывавшего крути над Южно-Сахалинском, а к нескольким самолетам, один из которых исчез с экрана в 03.29. Соответственно, японское оборонное агентство (JDA) сообщило об исчезновении неизвестного самолета к западу от Сахалина, неподалеку от островка Монерон. Для поисков самолета японское агентство морской безопасности (JMSA) послало самолеты и два патрульных судна, «Ребун» и «Сарубетсу».