เที่ยวบินที่ 123 ออกเดินทางจากท่าอากาศยานนานาชาติโตเกียว (ฮาเนดะ) ที่รันเวย์ 16L[4] เวลา 18.12 น. เพื่อเดินทางสู่ท่าอากาศยานนานาชาติโอซากะ (อิตามิ) หลังจากทะยานขึ้นฟ้าไปได้ 12 นาที[5] ที่ความสูง 7,200 ฟิต บริเวณเหนืออ่าวซางามิ ได้เกิดเหตุระเบิดขึ้นบริเวณบริเวณด้านท้ายลำตัวเครื่อง ทำให้ระบบไฮดรอลิกในการควบคุมเครื่องมีปัญหา การระเบิดที่บริเวณดังกล่าวคือบริเวณแผงกั้นปรับความดันอากาศท้าย (Rear Pressure Bulkhead) ฉีกขาด ทำให้เครื่องสูญเสียความดันอย่างรุนแรง นอกจากนี้จากแรงระเบิดทำให้แพนหางดิ่งฉีกขาดหลุดลอยไป[6]ทำให้ไม่สามารถควบคุมเครื่องเลี้ยวซ้ายขวาได้ ซึ่งมีผู้สามารถบันทึกภาพแพนหางเครื่องที่ฉีกขาดไว้ได้จากพื้นดิน

กัปตันจึงตัดสินใจบังคับเครื่องกลับสู่ชายฝั่ง และพยายามวิทยุขอความช่วยเหลือไปที่หอบังคับการบินโตเกียวเพื่อขออนุญาตนำเครื่องกลับไปร่อนลงฉุกเฉินที่โตเกียว และขอความช่วยเหลือไปที่ฐานทัพอากาศอเมริกาที่โยโกตะซึ่งอยู่ใกล้เส้นทางการบินมากที่สุด

เนื่องจากต้องรีบนำเครื่องกลับไปที่โตเกียวให้ได้อย่างเร็วที่สุด กัปตันพยายามตีวงเลี้ยวกับไปที่โตเกียวหลายครั้ง แต่ก็เป็นไปด้วยความยากลำบาก จนในที่สุดเครื่องก็เสียการทรงตัว เพดานการบินลดลง กัปตันพยายามเชิดหัวขึ้นและกางแฟลปแต่ไม่เป็นผล จนกระทั่งเครื่องบินกระแทกกับภูเขาบริเวณหุบเขาอตสึตากะ

รวมระยะเวลานับตั้งแต่การระเบิดจนเครื่องตกทั้งสิ้น 32 นาที ผู้โดยสารบนเครื่องต่างมีเวลาในการบันทึกข้อความสั่งเสียถึงครอบครัว[7] ซึ่งหน่วยกู้ภัยมาพบเห็นภายหลัง ปัจจุบันเก็บรักษาไว้ที่พิพิธภัณฑ์ภายในศูนย์ยกระดับความปลอดภัยของสายการบินเจแปนแอร์ไลน์ ท่าอากาศยานโตเกียว (ฮาเนดะ)