В тот день погода в юго-западном секторе Харьковского районного центра Единой системы УВД была далеко не лучшей. Небо затянули многослойные облака с редкими просветами, вершины кучевых облаков достигали высоты 8–9 км. Тем не менее, по воздушным трассам, пролегавшим над Харьковской областью, довольно плотно шли самолеты. Среди них был и «Ту-134А» Белорусского управления гражданской авиации с бортовым номером 65735. Самолет выполнял рейс 7880 по маршруту Ташкент — Гурьев — Донецк — Минск. В 13.11 по московскому времени лайнер вылетел из Донецка и взял курс на Минск. Пилотировал «Ту-134А» экипаж в составе командира корабля А.С. Комарова, второго пилота С.А. Петросяна, штурмана Н.К. Шипера, бортмеханика Е.С. Симакова и бортрадиста Ю.П. Смирнова. Пассажиров, которых в этом рейсе было 77 человек, обслуживали две бортпроводницы: Л.Ф. Лаптева и Н.Д. Гапанович. Почти треть салона «тушки» занимала футбольная команда «Пах-такор», летевшая в Минск на игру с местными динамовцами. Полет проходил абсолютно нормально, пилоты имели устойчивую радиосвязь с землей, переговоры вели спокойно.
Немногим ранее, в 12.53 из аэропорта города Воронежа взлетел другой «Ту-134А» № 65816 Молдавского управления гражданской авиации, выполнявший рейс 7628 Челябинск — Воронеж — Кишинев. Под началом командира корабля А.А. Тараненко находились второй пилот В.Н. Тараненко, штурман А.Г. Иващенко, бортмеханик В.В. Бутырский и стюардессы М.Г. Белан и А.Е. Гонца. Молдавский «Ту» был загружен более основательно — 88 кресел в пассажирской кабине были заняты, из них 16 — детьми в возрасте до 12 лет.
В 7.50 в Харьковском РЦ ЕС УВД заступила на дежурство смена диспетчеров исполняющего обязанности руководителя полетов Центра С.С. Сергеева. В смене было семь человек, включая одного стажера. На инструктаже особое внимание диспетчеров было обращено на прогнозирование в южной половине зоны ответственности Харьковского РЦ мощной кучевой облачности с отдельными грозовыми очагами. Рекомендовалось строго выдерживать интервалы между самолетами и предупреждать пилотов
В 13.17, на шестом часу напряженной работы смены, на связь с Харьковским РЦ вышел молдавский «Ту-134А». Командир экипажа доложил расчетное время прохода Харькова на эшелоне 8400 м в 13.22, Краснограда — в 13.28 и траверза Никополя — в 13.43 и запросил разрешение на занятие эшелона 9600 м. Но Н.В. Жуковский, руководивший полетами в этом секторе, отказал ему, сославшись на то, что на 9600 м идет попутный самолет. На месте Жуковского более опытный диспетчер наверняка «отпустил» бы борт 65816, потому, что расстояние между «Ту-134А» командира А.А. Тараненко и попутным однотипным самолетом было более чем достаточным для безопасного расхождения, тем более, что в сектор на высоте 8400 м входил еще один «Ту-134» № 65656. Разница в расчетном времени прохождения Краснограда между бортами 65816 и 65656 составляла всего 1 минуту, что создавало реальную угрозу опасного сближения самолетов в воздухе.
Пока Н.В. Жуковский разводил эти самолеты, в 13.25 на связь с ним вышел командир минского «Ту-134А» А.С. Комаров, который доложил, что самолет идет на высоте 5700 м и сообщил свой подписанный эшелон 9600 м. Расчетное время пролета «735-м» Днепропетровска составляло 13.34, Кременчуга — 13.44. Маршруты полета белорусского и молдавского лайнеров пересекались под прямым углом в районе города Днепродзержинска, причем истинный интервал прохождения самолетами «воздушного перекрестка» составлял менее минуты. Но диспетчер Жуковский, который неверно нанес на график движения самолетов расчетное время пролета Харькова и Краснограда, сообщенное ему командиром борта № 65816, считал, что два «Ту-134А» по времени разделяют положенные 3 минуты, поэтому без проверки взаимного положения самолетов с помощью радиолокатора, дал команду Комарову занимать эшелон 7200 м.