Одновременно в дело включились и ракетчики. Первые данные о цели №8630 были получены от станции разведки и целеуказания (СРЦ) 70-го гв. зенрап (г. Магнитогорск) в 8:07 на дальности 210-220 км. Цель в зону огня этого полка не входила и прошла восточнее Магнитогорска на 165 км. В 8:08 цель обнаружили СРЦ 503 зенрап (г. Челябинск) на дальности 270- 250 км. Цель, пройдя через Троицк, развернулась на северо-запад, обойдя зону огня Челябинска западнее на 60 км, и затем повернула на север (на Кыштым). В 8:20 цель вошла в зону обнаружения 4-го дивизиона 37 зенитной ракетной бригады (зенрабр) на дальности 230 км. Курс цели проходил через зону поражения этого дивизиона. Однако из-за технической неисправности СНР, возникшей в передатчике радиолокатора (перегорели предохранители в цепи высокого напряжения), дивизион по самолету-нарушителю не действовал.
В дальнейшем курс цели прошел через зоны поражения 5 и 6 дивизионов 37 зенрабр, которые своими станциями наблюдали полет нарушителя. В 8:41 цель была обстреляна 5-м дивизионом одной ракетой на предельной дальности стрельбы (около 50 км), однако, после старта ракеты цель совершила разворот вправо и не вошла в зону поражения этого дивизиона. 6-й дивизион огонь не вел из-за технической неисправности СНР.
В 8:30 цель вошла в зону обнаружения 57-й зенрабр (г. Свердловск) на дальности 200 км и проследовала курсом, последовательно проходившим через зоны поражения 2-го и 1-го дивизионов этой бригады. До входа цели в зону огня 2-го дивизиона (врид к-ра м- р Воронов), офицер наведения ст. тех.- л-т Фельдблюм подготовил данные для стрельбы с расчетом встречи ракеты с целью на дальности 25-27 км. Но в это время в зону пуска 2-го дивизиона вошла пара МиГ-19 Айвазян-Сафронов, которую по команде с ПН Уктус выводили из зоны поражения ЗРВ. Из- за этого открытие огня 2-м дивизионом было задержано примерно на 2 минуты и пуск ракеты состоялся в 8:52 на дальности 22-24 км. Подрыв ракеты у цели произошел на дальности 20 км при высоте полета цели 19000 м и скорЬсти 250 м/сек. Пуски 2-й и 3-й ракет не прошли, так как цель находилась в секторе запрета стрельбы последовательно для 2-й и 3-й пусковых установок.
После подрыва ракеты у самолета-нарушителя было отбито хвостовое оперение, но летчик от разрыва, произошедшего снизу-сзади, был защищен двигателем, поэтому не был ранен и катапультировался (так указано во всех документах). Однако Воронов и Фельдблюм не имели еще опыта стрельбы по самолетам, не смогли оценить результатов стрельбы и установить факт поражения цели. Оператор наведения принял отметку от облака разрыва ракеты и отделившихся частей самолета за постановку целью пассивных помех. О наличии помех и отсутствии цели к- р дивизиона доложил к-ру бригады п-ку Гайдерову, а последний – на КП армии.
1-й дивизион 57-й зенрабр в это время сопровождал цель станцией наведения ракет, и в момент стрельбы 2-го дивизиона расчет наблюдал на экране изображение разрыва ракеты, которое им также было принято за пассивные помехи. В связи с этим офицер наведения перевел станцию из режима автоматического сопровождения цели в режим ручного сопровождения (так следовало делать по правилам стрельбы в случае постановки противником пассивных помех) и приказал операторам сопровождать головную отметку от цели, выделившуюся из «облака помех». В 8:53 дивизион выпустил три ракеты. Первая из них подорвалась у цели и нанесла ей дополнительные повреждения. Вторая и третья ракеты пролетели мимо падающего самолета и самоликвидировались на предельной дальности. К-p 1-го дивизиона к-н Шелудько и офицер наведения л-т Букин также не смогли оценить результатов своей стрельбы. Отметки на экране, образовавшиеся в момент подрыва ракеты у цели, они приняли за повторное применение целью помех, о чем доложили к-ру бригады, а затем и о потере цели. Последний донес на КП армии, что цель усилила постановку помех и затем потеряна.
В это время к-н Айвазян, получив команду с ПН Уктус следовать курсом 320 град на высоте 11 тыс. м, наблюдал в воздухе след инверсии, клубы дыма и яркие огни. Несмотря на то, что самолет противника был сбит в 8:52, 9-й отдельный радиотехнический батальон (ОРТБ), вследствие халатности его командира, продолжал выдавать данные на КП армии о полете нарушителя на высоте 19 тыс. м, тогда как фактически в этом районе находились 2 МиГ-19 на высоте 11 тыс. м. Вследствие того, что у ведущего самолета к-на Айвазяна ответчик не работал, РЛС батальона приняли его-за противника, а следующий за ним на дистанции 10-15 км самолет ст.л-та Сафронова с работающим ответчиком – за своего истребителя и эти данные с ложной высотой 19 тыс. м передавались на КП армии.