Это был второй демполет «Туполева» в Ле-Бурже. Накануне к руководству советской делегации на салоне обратилась французская телекомпания RTF с просьбой разрешить ее корреспонденту находиться во время полета в кабине экипажа и снять его работу. В связи с теснотой в кабине французам отказали, однако В.Н.Бендеров предложил передать камеру ему, что и было сделано. Взлет произвели в 15 ч 19 мин. После ряда маневров экипаж приступил к выполнению прохода над полосой на малой скорости во взлетно-посадочной конфигурации (шасси и переднее крыло были выпущены). В это время на высоте 1300 м параллельным курсом летел самолет-разведчик французских ВВС «Мираж-3», с борта которого выполнялась фотосъемка полета Ту-144. О присутствии в зоне другого самолета экипаж М.В.Козлова проинформирован не был. Примерно за 1 км до конца ВПП на высоте 190 м экипаж дал двигателям максимальную тягу, начал уборку шасси и переднего крыла и перевел самолет в набор высоты. После достижения 1200 м началось выполнение горизонтальной площадки. Внезапно самолет резко перешел в пикирование. Экипаж сделал попытку выпуска переднего крыла и вывода Ту-144 из этого опасного режима. Практически выход начался на высоте 750 м, при этом угол крена достигал 40 градусов. Примерно через 4 с перегрузка достигла 4,5-5д, а еще через секунду от фюзеляжа отделилась левая консоль крыла. Это случилось на высоте 280 м при скорости 780 км/ч. Ту-144 выполнил левую полубочку и разрушился в воздухе под действием аэродинамических и инерционных сил. Обломки упали на южную часть населенного пункта Гуссенвиль в зоне 1000x500 м, полностью разрушив 5 и повредив 20 зданий, убив 8 и ранив 25 жителей городка. Останки экипажа 9 июня были отправлены в Москву, где похоронены на Новодевичьем кладбище.
Сразу же после катастрофы французы образовали комиссию, которая совместно с советскими экспертами провела тщательное исследование обломков самолета и траектории полета, построенной по результатам обработки кинофотоматериалов. Другой объективной информацией о происшедшем комиссия не располагала: бортовой самописец для записи переговоров экипажа не был включен, аварийный магнитный самописец получил сильнейшие повреждения, а его магнитная лента вообще найдена не была, фоторегистраторы установленного на борту испытательного оборудования также были полностью разрушены. Удалось использовать пленку французского телевидения, которая зафиксировала лишь проход над полосой и начало набора высоты, а затем пикирование вплоть до разрушения самолета, любительскую съемку всего полета, снятого из Гуссенвиля, фотографии Ту-144, сделанные с борта «Миража». Были собраны и изучены все обломки самолета (затем их вывезли в Москву на борту Ан-22), опрошены многочисленные свидетели. После года работы комиссия опубликовала официальное сообщение, содержавшее следующие выводы: «Французские и советские специалисты единодушно пришли к заключению о том, что не было выявлено никакой ненормальности ни в конструкции, ни в общем функционировании самолета и его систем. Вмешательство человеческого фактора представляет собой, таким образом, наибольшую вероятность. Гипотеза, которая упоминалась чаще всего, учитывает два факта.