Az AirAsia malajziai székhelyű fapados légitársaság QZ 8501-es járata Surabayából Szingapúrba tartott, amikor eltűnt a jakartai légi irányítás műszerei elől, helyi idő szerint 6 óra 17 perckor (közép-európai idő szerint 0.17-kor). A kapcsolat a felszállás után 42 perccel veszett el, amikor vélhetőleg a Jávai-tenger fölött, Kalimantan (Borneó) és Jáva között járt. Az Airbus A320-200 típusú gépnek közép-európai idő szerint 1.30-kor kellett volna megérkeznie. Később az Antara indonéz állami hírügynökség az illetékes hatóságok szóvivőjére hivatkozva azt jelentette, hogy a valószínűleg lezuhant gép roncsai a Szumátra és Borneó közötti Belitung szigettől 145 kilométerre lehetnek.

Hadi Mustofa, az indonéziai közlekedési minisztérium illetékese szerint előzőleg a pilóta az útvonal módosítására, nagyobb magasságba való emelkedésre kért engedélyt, hogy elkerülje az előtte lévő felhőket. A gép ezt követően eltűnt a légi irányítás radarjának képernyőjéről. Felkutatására nagy erőket mozgósítottak mindkét ország hatóságai. A keresésbe bekapcsolódott a szingapúri légierő és a haditengerészet is. Az AirAsia közleményben erősítette meg, hogy a gép rossz időjárási körülmények miatt lezuhant, a jakartai közlekedési minisztérium azonban még túl korainak tartotta az információ megerősítését.

Később Hadi Mustofa azt közölte, hogy a kutatást éjszakára felfüggesztik, és reggel 7 órakor folytatják majd. Mint mondta, "az idő nem túl jó, de ha javul, akkor akár előbb is" felújítják a keresést. Időközben az Egyesült Államok, Nagy-Britannia, Dél-Korea, Ausztrália és Malajzia is felajánlotta a segítségét. Ferenc pápa pedig a történtekre reagálva közölte, hogy imádkozik a repülőgépen tartózkodó emberekért.

Az utasok és a személyzet létszámáról eltérő adatok vannak: 155-161-162 emberről szólnak a jelentések. A Reuters brit hírügynökség felsorolása szerint 149 indonéz, 3 koreai és 1-1 szingapúri, brit és malajziai utas volt (köztük 16 gyerek és egy csecsemő), és ehhez adódik a 6-7 főnyi személyzet. A The Straits Times című, szingapúri központú lap internetes oldala szerint az induláskor bejelentkező 155 utas megoszlása hetven férfi, 68 nő, 16 gyerek és egy csecsemő volt. A lap azt is megjegyzi, hogy az utaslistán szereplők közül 23-an nem jelentek meg a beszálláskor: 11 férfi, nyolc nő és négy gyermek, az utóbbiak között három csecsemő.

A The New Straits Times című malajziai lap Twitter-oldalán azt írta, hogy órákkal később műszaki okokból visszafordulásra és kényszerleszállásra kényszerült az AirAsia egy maláj belföldi járata, amely Pinang és Langkawi szigete között közlekedett. A 2002 óta működő légitársaságnak eddig egyetlen repülőgépe sem zuhant le.