Операция началась в 16.35 и длилась чуть больше трех минут. Трое спецназовцев (Раков, Ляхманов, Мушкарин) под руководством старшего лейтенанта милиции Александра Попрядухина рассчитывали с помощью дымовой завесы ворваться в салон и обезвредить преступников. Но уже с первых секунд их план едва не провалился. Вот как об этом вспоминает участник штурма Юрий Федосеев (впоследствии он возглавит МУР):

"Проходит десять, двадцать минут, а сотрудника КГБ, который взял на себя миссию по доставке на борт самолета востребованной суммы валюты, все нет и нет. И тут кто-то из наших ребят, забывшись, поднимается и стальной каской ударяется о днище самолета (муровцы разместились аккурат на бетонных плитах под самолетом. — Ф.Р.). На звук удара один из злоумышленников приоткрывает люк. Этого было достаточно, чтобы Раков успел всунуть в образовавшийся просвет обыкновенный багор с щита противопожарной безопасности. Ляхманов, вооружившись двумя пистолетами, как на стрельбище, с двух рук посылал пулю за пулей, не давая террористам закрыть люк. Первая брошенная граната со слезоточивым газом была ими расстреляна в воздухе. Вторая, оказавшись в салоне самолета, начала свое действие. Те, кому удалось увидеть видеозапись этих событий, отмечали, что там доминировали выстрелы, крики, крепкие мужские выражения. В этой суматохе дробовой заряд в бок получил Попрядухин, однако, к счастью, он пришелся на бронежилет.

Вскрываются аварийные люки, в корме самолета опускается люк-трап, и по нему скатывается молодой парень и бежит, петляя как заяц. Выстрел, если не ошибаюсь, его сделал Беззубиков, пуля попала убегавшему в ногу, и на бетонку падает один из… пассажиров. Других, выпрыгивающих и выбегающих из самолета, укладывают на мокрый асфальт лицом вниз. Ребята зачищают салон самолета. Дверь в туалет закрыта. Два-три удара, и запор сломан. В туалете труп — один из террористов застрелился…"

Застрелившимся был Романов. Что касается его подельников, то их участь сложилась по-разному: Жалнин и Бондарев сочли за благо сдаться живыми, а вот Никифорову не повезло — шальная пуля нанесла ему смертельное ранение. А ведь он все время захвата занимал пассивную позицию и даже не вставал со своего кресла, когда его друзья терроризировали пассажиров. Также были ранены и двое пассажиров, сидевших ближе всего к месту перестрелки: один в бедро, другой в плечо.

Едва до высоких начальников, которые наблюдали за ходом операции из аэропортовского здания, донеслась весть, что операция закончилась, как они рванули к самолету. Возглавлял процессию сам министр внутренних дел Щелоков. Когда к нему вывели двух оставшихся в живых террористов и он увидел, что это всего лишь безусые юнцы, ему чуть плохо не стало. Обернувшись к кому-то из своей свиты, Щелоков приказал везти угонщиков на Петровку, 38. Однако стоявший рядом с министром начальник Управления КГБ по Москве и области Алидин, понимая, что Щелоков собирается все лавры по части поимки террористов приписать себе, попытался вмешаться в ситуацию, заявив, что прежде надо позвонить Андропову. "Звоните", — чуть ли не сквозь зубы ответил Щелоков.

Как ни странно, но Андропов не стал возражать против допроса угонщиков на территории конкурентов, но приказал Алидину присутствовать при этом.