Таким образом, все четыре истребителя, наведенные на цель, осуществить догон и перехват цели не смогли из-за недостатка скорости и высоты. Поднятые с аэродрома Румбула (Рига) 2 МиГ-19 цель не перехватили: один МиГ-19 вернулся из-за неисправности, а второй из-за выработки горючего. Основываясь на донесениях летчиков, тип нарушителя предположительно был определен как В-57.
В период 10:20–10:35 частями радиоперехвата фиксировалась работа заграничной наземной радиостанции, которая передала на борт самолета-нарушителя команду: «Ваше время прибытия 13:50». В 11:10 самолет-нарушитель передал микрофоном свой позывной — «Дайман-Чарли», в 11:23 сообщил: «Моя миссия еще не закончена», а в 11:45: «Здесь всё кончено, я еще имею время один час». В 13:05 самолет-нарушитель передал для наземной станции с позывными «Дефенс Тройбл» («Нарушение обороны») — «Миссия выполнена».
В тот же день руководство Министерства Обороны СССР (И. Конев) и командование войсками ПВО страны (С. Бирюзов) доложили в ЦК КПСС о принятых срочных мерах по перебазированию в приграничные зоны СССР и СНД истребителей МиГ-19 и Як-25 из других районов страны, в том числе из парадной группы (Кубинка), усилению бдительности войск ПВО и просьбу (оставшуюся, впрочем, без ответа) разрешить ведение огня истребителям по самолетам-нарушителям, вторгшимся в воздушное пространство СССР — была надежда, что более высотные МиГ-19 смогут достать и уничтожить их, так как высота полета целей оценивалась пока в пределах 17 тыс. м. МиГ-19 имел максимальную скорость до 1450 км/ч и потолок до 17900 м.
5 июля 1956 г. американцы (теперь это уже не вызывало сомнения) вновь повторили нарушение воздушного пространства СНД и СССР. Согласно докладу маршала Бирюзова в ЦК КПСС, в 7:42 нарушитель вторгся со стороны Западной Германии в воздушное пространство ГДР и прошел по маршруту Эрфурт, Лейпциг. В 8:04 он пересек границу Польши и прошел по маршруту Яроцин-Лодзь-Варшава, а в 8:54 вторгся в воздушное пространство СССР и проследовал по маршруту Брест-Пинск-Слоним-Волковыск-Алитус-Черняховск-Калининград. В 10:14 нарушитель вышел на территорию Польши, пройдя по маршруту Гдыня-Колобжег, и в 11:09 вышел из зоны радиолокационного обнаружения южнее Шверина. Высота полета нарушителя на различных участках маршрута замерялась в пределах от 5,5 (в момент входа на территорию ГДР) до 18 тыс. м, скорость от 700 до 1000 км/ч, была отмечена постановка им радиопомех нашим истребителям.
На всем протяжении маршрута на перехват цели поднималось 115 истребителей (из них — 12 МиГ-19), на цель наводились 48. Однако, перехват цели не состоялся: МиГ-17 набирали высоту не более 15600 м, а МиГ-19 — не более 16600 м, видимо, по причине неполного освоения их лётным составом, поскольку на испытаниях в ГК НИИ ВВС МиГ-19 забирался на 17900 м. Докладов от летчиков о типе цели практически не было, лишь из ГСВГ поступило донесение, что цель — двухтурбинный самолет.
Однако в своем докладе 5 июля Бирюзов умолчал о втором нарушителе, а его полет был поистине сенсационным. Предположительно, пройдя начальную часть маршрута в паре с первым нарушителем и поэтому оказавшись необнаруженным, восточнее Бреста второй нарушитель не свернул на север в Прибалтику, а пошел дальше на восток в центр Европейской части СССР и примерно в 10:05–10:10 прошел над Москвой. Затем он развернулся в северо-западном направлении и вышел с территории СССР, предположительно, в сторону Балтийского моря. Суматоха, царившая на командных пунктах по маршруту следования первого нарушителя, особенно в Белорусском округе, не позволила грамотно разобраться в ситуации, и проход второго нарушителя в сторону Москвы остался ими незамеченным, хотя отдельные РЛС, как выяснилось впоследствии, наблюдали неопознанную цель, отметка от которой вскоре была «забита» отметками большого числа поднятых на перехват истребителей.
Фактически этот нарушитель (цель № 818) был уверенно обнаружен лишь Смоленским радиолокационным узлом дальней разведки (214 РУД) 1-й армии ПВО особого назначения (1-я АОН) Московского округа ПВО в 9:33 в районе Орша на высоте 20 тыс. м, движущимся со скоростью 800 км/ч курсом на восток.