O avião estava voando a 32 mil pés de altitude sobre o Mar de Java quando desapareceu dos radares. Nuvens de tempestade naquele momento estavam a 44 mil pés, acima das rotas aéreas comerciais na região, de acordo com o serviço climático indonésio. O centro de controle de tráfego aéreo do país afirmou que de todos os voos na região na manhã de domingo, apenas o 8501 da AirAsia solicitou uma nova rota para evitar a tempestade.
Os pilotos receberam permissão para alterar o curso para a esquerda para evitar as nuvens, mas pediram permissão para subir a 38 mil pés. O controle de tráfego aéreo decidiu permitir que o avião subisse para 34 mil pés, no entanto quando enviaram a mensagem não conseguiram fazer contato com o avião. Logo depois o jato sumiu dos radares.
Mais de 20 aeronaves se juntaram às buscas, incluindo 16 da Indonésia, duas de Cingapura, duas da Austrália e uma da Malásia. (Danielle Chaves, com informações da Dow Jones Newswires - danielle.chaves@estadao.com).