Bosow próbował przekonać swoich przełożonych, że samolot nie stanowi zagrożenia militarnego, ale po otrzymaniu rozkazu zestrzelenia go o 21:42 wystrzelił rakietę R-60. Pierwszy pocisk przeleciał obok celu. Drugi zniszczył koniec lewego skrzydła, uszkadzając też jeden z czterech silników samolotu. Odłamki przebiły kadłub, powodując szybką dekompresję. Z powodu obrażeń głowy zginął siedzący w rzędzie 23 Koreańczyk Bahng Tais Hwang, a kilka osób zostało zranionych.
Uszkodzony samolot zniżył się awaryjnie i wszedł w chmury, znikając z radarów radzieckiej obrony powietrznej i z obserwacji wzrokowej myśliwców. W tym czasie Sowieci pomylili część skrzydła, która odpadła od Boeinga, z pociskiem manewrującym i wysłali w jego kierunku kolejne samoloty Su-15.
Lądowanie awaryjne Według radzieckich mediów samolot leciał przez około 40 minut (według niektórych relacji była to godzina i 40 minut) przez Półwysep Kolski na niskiej wysokości, poszukując miejsca do lądowania. Po kilku próbach samolot wylądował na zamarzniętym jeziorze Korpijärvi w Karelskiej ASRR, około 140 kilometrów od granicy z Finlandią.