После этого сомнений в том, что произошла катастрофа, практически не было. К месту предполагаемого падения самолета в Черном море вышли спасательные суда, а также вылетели самолеты Минобороны и Федеральной пограничной службы.
На поверхности воды нашли обломки Ту-154 и тела погибших людей. При этом большая часть конструкций самолета, а также останков погибших ушла на дно.
В месте, где упал российский самолет, глубина Черного моря превышает 2000 метров, а дно сильно заилено. В дальнейшем этот факт сыграет в этой истории немаловажную роль.
К моменту катастрофы Ту-154 прошло менее месяца с момента террористической атаки на Нью-Йорк. Кроме того, самолет совершал рейс из Тель-Авива, поэтому сразу возникла версия о бомбе на борту.
В отличие от истории, которая случилась в 2014 году, в 2001 году Соединенные Штаты не стремились засекретить имеющиеся у них данные о катастрофе.
Благодаря утечке этой информации в СМИ, уже через несколько часов телекомпании США сообщили сенсационную информацию: российский лайнер, очевидно, был сбит ракетой украинского комплекса ПВО С-200, запущенной во время военных учений.
Первоначально российская сторона, опираясь на информацию, полученную из Киева, подобную возможность отрицала.
«Во-первых, заранее все необходимые службы на Украине были поставлены в известность. Во-вторых, оружие, которое использовалось в это время, по тактико-техническим данным не могло достать воздушных коридоров, в которых находилось наше воздушное судно... В любом случае, нет оснований не доверять украинской стороне», — заявил в день катастрофы президент России Владимир Путин.
Министерство обороны Украины, в свою очередь, подтвердило, что на полигоне на мысе Опук действительно проводились учебные стрельбы зенитных комплексов, в ходе которых были выпущены 23 ракеты. На учениях присутствовали представители России и других государств. Было подтверждено, что использовался и комплекс С-200, однако утверждалось, что он никак не мог поразить Ту-154 авиакомпании «Сибирь».
Однако уже 5 октября премьер-министр Украины Анатолий Кинах заявил, что версия о попадании ракеты в самолёт «имеет право на существование».
Вместе с российскими специалистами работали и израильские эксперты. Особое внимание привлекли данные, записанные магнитофоном центра автоматизированного управления воздушным движением «Стрела».
В 13:45 магнитофон зафиксировал сигнал, соответствующий выходу экипажа на внешнюю связь, сопровождавшийся эмоциональным криком. В течение последующих секунд кнопку внешней связи нажимали еще несколько раз, благодаря чему были зафиксированы шум и крики на борту. Удалось разобрать и фразу «Куда попала?!», которую прокричал кто-то из пилотов.
9 октября представитель комиссии по расследованию катастрофы заявил: анализ пробоин в фюзеляже показал, что самолёт мог быть поражён ракетой комплекса ПВО С-200 «земля-воздух», так как размер и форма пробоин вполне соответствуют шрапнели осколочно-фугасной боевой части ракеты именно этого комплекса.
К этому моменту спасатели сообщили: поднять основную часть фюзеляжа со дна вряд ли удастся — у заиленного дна на глубине 200 метров видимость практически нулевая, и вести работы практически невозможно.
10 октября заместитель Генерального прокурора Сергей Фридинский заявил, что судебно-медицинская экспертиза тел, поднятых из воды, показала, что все жертвы погибли от баротравмы. Это означало, что лайнер стремительно разрушился на большой высоте. Наличие в крови погибших угарного газа говорило о том, что на борту возник пожар.
Совокупность фактов не оставляла сомнений — Ту-154 уничтожен зенитной ракетой.
В этот же день журналисты спросили президента Украины Леонида Кучму, согласен ли он с выводами российских экспертов. Президент ответил, что примет те выводы, которые окончательно утвердит совместная рабочая группа.
На этом Кучма не остановился и произнес слова, которые вошли в историю: «Посмотрите, что творится вокруг в мире, в Европе... мы не первые и не последние, не надо из этого делать трагедию. Ошибки бывают всюду, и не только такого масштаба, а гораздо большего, планетарного масштаба. Если мы сами себя не опустим ниже цивилизованного уровня, все будет хорошо. А если мы сами на себя ведро грязи выльем, так милости прошу».
Слова президента Украины вызвали, мягко говоря, непонимание. Пресс-служба премьер-министра Израиля распространила следующий ответ: «Когда убитый не является представителем твоего народа, тогда, наверное, возможно делать такие академические умозаключения. Погибли 78 человек, большинство из которых были израильтянами — для нас это величайшая трагедия».
Окончательное заключение Межгосударственного авиационного комитета гласило, что самолёт непреднамеренно был сбит украинской зенитной ракетой С-200, запущенной в ходе военных учений в Крыму.
Зенитно-ракетный комплекс С-200 использует полуактивную систему наведения, когда источником излучения служит мощный наземный радар («подсветка цели») и ракета ориентируется на отражённый от цели сигнал.
В ходе учений 4 октября 2001 года самолёт Ty-154 случайно оказался в центре предполагаемого сектора обстрела учебной цели и имел близкую к ней радиальную скорость, в результате чего был обнаружен радаром системы С-200 и принят за учебную цель.
Оператор комплекса С-200, работавший в присутствии высокопоставленных офицеров нескольких стран, перенервничал и вместо малозаметной учебной цели «подсвечивал» пассажирский Ту-154. При этом авиалайнер оказался в зоне, которая не была объявлена запретной во время стрельб и в которой ракета комплекса С-200 по своим характеристикам могла поразить цель.
Через двадцать дней министр обороны Украины Александр Кузьмук был отправлен в отставку. Еще ряд украинских генералов и полковников были уволены со службы или понижены в чинах, но официальной привязки данных кадровых решений к гибели российского авиалайнера не было.
В отличие от расследования гибели рейса МН-17 над Донбассом, следствию по делу о катастрофе Ту-154 над Черным морем не было нужды в качестве доказательств демонстрировать «мультики» и сомнительные фото из интернета. По мнению экспертов, собранных данных вполне хватало на то, чтобы выиграть процесс против Украины в международном суде.