В 16:58 (здесь и далее среднее время по Гринвичу) авиалайнер взлетел с авиабазы Маккорд и вскоре занял предписанную ему по плану высоту 14 тысяч футов (4.3 км). Полет на протяжении двух часов проходил в облаках, в которых наблюдалось обледенение от малого до умеренного. При этом была включена противообледенительная система, что позволяло как-то компенсировать влияние обледенения. Тем не менее, к 19:44 экипаж запросил у диспетчера и получил разрешение подниматься до высоты 20 тысяч футов (6.1 км). Режим двигателей был несколько увеличен, а затем и вовсе увеличен до взлетного, так как отложения льда на самолете все же имелись.
Когда лайнер достиг высоты в 20 тысяч футов, бортинженер сразу начал уменьшать мощность двигателей. Сперва был уменьшен режим обоих крайних двигателей (№1 и 4), но когда только начали уменьшать режим внутреннего левого двигателя (№ 2), то мощность упала сперва вдвое - с 172 до 80 единиц, а затем еще до 50, то есть до режима холостого хода. Подозревая обледенение карбюратора, бортинженер сперва применил впрыск спирта, затем подогрев, а потом и обе эти меры сразу, но все было тщетно. Не помогло и аварийное обогащение топлива. Одновременно с этими мерами и спустя полминуты-минуту после возникновения неисправности в двигателе бортинженер заметил, что воздушный винт данного двигателя начал неожиданно увеличивать скорость вращения выше допустимого, идя в разнос. Сразу применили флюгирование винта, но тот продолжал увеличивать частоту вращения, которая по данным на 20:04 достигла 3300 мин. Мощность снизилась, при этом скорость самолета в свою очередь уменьшилась до 150-155 узлов (277-287 км/ч). Попытки зафлюгировать винт продолжались, при этом очень быстро снизился уровень масла, который вскоре оказался ниже нормального. Перекачка масла из вспомогательного бака привела к тому, что там масло также быстро закончилось, при этом винт продолжал быстро вращаться. Тогда командир сразу снизил мощность и начал снижаться, а по радиосвязи было объявлено о чрезвычайной ситуации. В сложившейся ситуации тут же было принято решение о посадке на воду, причем близ острова Баранова (иногда остров Ситка - остров в составе Архипелага Александра на юго-востоке Аляски) до которого было около 70 миль (112.6 км). Продолжая снижение в облаках, авиалайнер занял новый курс.
На высоте в 6000 футов (1830 метров) пилоты смогли разглядеть сквозь облака воду, а на 4000 футов (1220 метров) поверхность океана просматривалась достаточно четко. Снизившись до высоты 500 футов (150 метров), экипаж удерживая ее продолжил полет до острова Баранова. Но когда они пролетали над бухтой Ситка близ острова Биорка, то многие в кабине, включая командира, увидели, что передняя часть двигателя № 2 вишнево-красного цвета и от нее отлетают металлические частицы. Тогда командир принял решение садиться немедленно. Высота волн составляла 6-8 футов (2-2.5 метра), когда в 20:52 с полностью выпущенными закрылками на скорости 95 узлов (176 км/ч) DC-7 совершил приводнение. Касание было гладким, но затем раздались два удара: последовательно слабый и сильный. Из-за ударов слетел с места заготовленный в кабине спасательный плот, а также попадали подносы для посуды, но никто на борту не был ранен при посадке, лишь при эвакуации несколько человек получили небольшие травмы. Самолет внешне также пострадал незначительно, лишь были загнуты лопасти воздушных винтов. Лейтенант Дэвид Айрон, который был пилотом спасательного вертолета, описывал также дым и огонь в районе второго двигателя. Экипаж тут же начал эвакуацию, помогая пассажирам садиться в спасательные плоты. Командир со вторым пилотом остались в кабине и выкинули через правое окно наружу десятиместный плот. Эвакуация заняла по времени около 2.5-3 минут и в 20:57, через пять минут после приводнения, все пассажиры были эвакуированы в 6 спасательных плотов. Температура воздуха в это время составляла 12 градусов Цельсия, тихо, температура воды 13 градусов Цельсия.
Вскоре к месту посадки прибыли заранее предупрежденные спасательные службы, которые сняли людей с плотов. Никто из 102 человек на борту не погиб. 6 человек получили некоторые травмы, из которых самой существенной был перелом ноги. Сам авиалайнер оставался на плаву примерно 24 минуты, после чего затонул на глубине около 250 футов (76 метров).

На момент происшествия наработка левой внутренней силовой установки составляла всего 202 часа с момента последнего ремонта, что гораздо меньше установленных пределов. Последовательность событий развития аварийной ситуации указывает, что произошел отказ компонентов в узле двухскоростного приводного нагнетателя. В случае возникновения данного отказа требуется как можно быстрее зафлюгировать винт, чтобы избежать дальнейшего разрушения двигателя. Однако в данном случае полет проходил в условиях обледенения, потому-то экипаж и подумал сперва, что возникший отказ двигателя был вызван обледенением, что и привело к задержке с флюгированием двигателя. Когда летя над водой на высоте 500 футов пилоты увидели, что двигатель горит и вот-вот начнет разделятся, то с учетом погоды и местности, решение о приводнении оказалось единственным верным.
Причиной катастрофы был назван неконтролируемый рост скорости вращения воздушного винта, вызванный отказом в узле нагнетателя силовой установки № 2.

На борту находились 8 членов экипажа и 87 пассажиров. Погода в это время была хорошей: разрозненные облака высотой 15 тысяч футов (4.6 км), тихо, температура воздуха -1, видимость 15 миль (24 км). Также, согласно показаниям бортовых самописцев и показаний пилотов других самолетов, в воздухе была небольшая турбулентность, вызванная возмущениями от других самолетов.
После завершения регистрации и посадки пассажиров, а также необходимых проверок, в 09:54 рейсу 1 было дано разрешение следовать к полосе 31 левая, а в 10:02 - разрешение на полет по приборам в Лос-Анджелес, при этом экипажу было дано указание после взлета сперва занять курс 290 градусов и снизить шум двигателей. В 10:05:05 находясь на предварительном старте, экипаж связался с диспетчерской вышкой и доложил, что они готовы к взлету, на что тут же получил разрешение на взлет. Лайнер вырулил на полосу и занял позицию на исполнительном старте, а в 10:06:29 начал разбег. Через 22 секунды (10:06:51) диспетчер посоветовал начать поднимать переднюю стойку, что экипаж подтвердил через секунду. Примерно в 10:07 (согласно записи диспетчера) и через 33 секунды с начала разгона, на скорости 157 узлов и с выпущенными на 30 градусов закрылками Boeing с 95 людьми на борту оторвался от полосы 31L в районе рулежной дорожки "M" (5000 футов (1.5 км) от начального торца). Согласно показаниям авиадиспетчеров, взлет выглядел нормальным.
В 10:07:37 пролетая на высоте 100 футов (30 метров) над рулежной дорожкой AA (8000 футов (2.4 км) от начального торца) авиалайнер начал выполнять левый доворот и через пять секунд занял курс 290 градусов. В 10:07:48 диспетчер аэропорта дал указание рейсу 1 переходить на частоту 123.9 для связи с диспетчером выхода, что было подтверждено. В 10:07:54 экипаж начал выполнять второй левый поворот, при этом снизив мощность двигателей для уменьшения шума. Затем в 10:08:01 была установлена связь с диспетчером выхода, который дал указание продолжать левый поворот до курса 140 градусов и доложить занятие высоты 2000 футов (610 метров). Экипаж подтвердил получение информации в 10:08:09, что стало последним радиосообщением с самолета. Согласно показаниям на мониторе радиолокатора, рейс 1 выполнял нормальный левый поворот без каких-либо заметных отклонений. Диспетчер как положено передал пеленг, однако ответа не последовало, а засветка рейса пропала с экрана радиолокатора. При прослушивании записей радиопереговоров было обнаружено, что в 10:08:23 в эфире раздался длящийся секунду сигнал передатчика. Как позже было установлено, он был подан с борта N7506A.
Достигнув высоты 800 футов (243 метра), самолет начал выполнять левый поворот, который, согласно показаниям очевидцев, поначалу проходил вполне нормально. Выполнение данного поворота позволяло решить сразу две задачи: избежать пролета над густонаселёнными районами, а также уйти от воздушного коридора, по которому выполнялся заход на посадку в аэропорту Ла Гуардия. Помимо этого, в процессе поворота экипаж выполнил процедуры по снижению шума двигателей. На момент выхода на связь с диспетчером выхода (10:08:01) Boeing следовал на высоте 920 футов (280 метров) со скоростью 192 узла (355.5 км/ч) по курсу 275 градусов и левым креном 22 градуса. Самолет в это время попал в небольшую турбулентность и всего через шесть секунд (10:08:07), когда было дано указание продолжать левый поворот, левый крен увеличился до 35 градусов, при этом курс уже был 250 градусов, а скорость - 198 узлов (366.6 км/ч). Однако далее левый крен начал только возрастать, причем вращение лайнера вокруг продольной оси проходило все быстрее. В 10:08:30 рейс 1 на скорости 230 узлов (426 км/ч) достиг максимальной зарегистрированной высоты - 2000 футов (609 м), а всего через секунду его крен достиг 90 градусов, то есть крыло заняло вертикальное положение. Подъемная сила упала до нуля, после чего борт N7506A перевернувшись помчался вниз.
В 10:08:49 под углом 78 градусов борт N7506A на скорости 200 узлов (370 км/ч) врезался в мелководье и полностью разрушился, а через несколько минут его обломки загорелись. Катастрофа произошла в проливе Пампкин-Патч бухты Джамейка во время отлива и в 3 морских милях (5.55 км) от диспетчерской вышки аэропорта Айдлуайлд (Нью-Йорк). На месте падения образовалась воронка 130 футов (40 метров) в диаметре и 8-10 футов (2.5-3 метра) глубиной. Все 95 человек на борту погибли.

Вероятной причиной катастрофы было названо нарушение в работе системы управления рулем направления, что последовательно привело к рысканию, скольжению и крену, после чего самолет потерял управление, а действия экипажа по исправлению ситуации оказались неэффективными.