Investigadores acreditam que uma despressurização pode ter sido a causa da queda, ocorrida cerca de 45 minutos após a decolagem. Após o acidente, a aeronave teria afundado no oceano, tornando a localização praticamente impossível.
Relatórios da Varig na época não conseguiram encontrar indícios que explicassem o desaparecimento. O Centro de Investigação e Prevenção de Acidentes Aeronáuticos (Cenipa) afirmou que a aeronave foi oficialmente classificada como desaparecida após o término das buscas, e nenhuma parte dela foi encontrada.
O piloto da aeronave, Gilberto Araújo Silva, era experiente e já havia se envolvido em um acidente em 1973, em Paris. Teorias da conspiração surgiram, incluindo a possibilidade de o avião ter sido abatido por soviéticos ou sequestrado por colecionadores de arte.
Recentemente, uma expedição liderada pela empresa norte-americana Deep Sea Vision encontrou imagens que podem indicar o avião afundado na região central do Oceano Pacífico. Essa descoberta levanta questões sobre outro mistério da aviação: o desaparecimento de Amelia Earhart em 1937. A expectativa é de novas expedições para esclarecer esses enigmas.