Вылет рейса ЮХ372 был выполнен из московского аэропорта «Внуково» в 14 ч 08 мин. В наборе высоты, спустя примерно 12 минут после взлета, у самолета последовательно произошло отключение двигателей № 1 и 3, о чем, находясь на высоте 9100 м, экипаж доложил диспетчеру. До этого, в течение примерно 4 минут (начиная с высоты 6500 м) наблюдались колебания давления в системе подачи топлива во все три двигателя, но затем работа двигателя № 2 восстановилась. Было принято решение о выполнении вынужденной посадки в наиболее подходящем исходя из фактического местонахождения самолета аэропорту «Домодедово» (удаление — около 80 км). В процессе посадки произошло самовыключение третьего двигателя (№ 2).
В условиях потери тяги силовой установки заход на посадку выполнялся с прямой на ВПП 32R (по ветру). Нижняя граница облачности составляла около 200 м. В этих обстоятельствах не удалось обеспечить точный выход в створ полосы, и приземление произошло в 14.36 с большим перелетом правее и под углом к осевой линии ВПП. В процессе пробега самолет наискосок пересек основную ВПП 32R, сломал переднюю опору шасси, сошел на боковую полосу безопасности и затем на грунт, продолжая двигаться по которому, столкнулся с земляным холмом и разрушился. Фюзеляж разделился на два крупных фрагмента (с зоной разрыва примерно между салонами бизнес- и эконом-классов), от него отделились вертикальное оперение и правая консоль крыла. Пожара удалось избежать. Пассажиры были оперативно эвакуированы членами экипажа и подоспевшими спасательными службами аэропорта.
Потерпевший катастрофу самолет Ту-154М (заводской № 92А927) выпущен в 1992 г., эксплуатировался в Казахстане, затем в Болгарии. В 2008 г. поступил на капитальный ремонт на Внуковский авиаремонтный завод, после чего в ноябре 2009 г. начал выполнять регулярные полеты в «Авиалиниях Дагестана». Согласно заявлению генерального директора авиакомпании Мирзы Омариева, самолет находился в исправном состоянии, регулярно проходил необходимые проверки и обслуживание. Имел сертификат летной годности, действующий до декабря 2011 г. В парке «Авиалиний Дагестана» имеется еще четыре Ту-154М и три Ту-134А, а также два вертолета Ми-8.
Госпитализированный командир воздушного судна Закоржа Закоржаев характеризуется как летчик высокой квалификации, имеющий большой опыт полетов на самолетах Ту-154. Его общий налет составляет 17,5 тыс. ч, из них около 10 тыс. ч. — на Ту-154, в т. ч. около 8500 ч — в качестве КВС. После происшествия в лечебные учреждения были доставлены также другие члены экипажа: второй пилот Магомед Шамалов, штурман Марат Кампаев, бортинженер Владимир Щетинин, бортпроводник Александра Матюшенко.
Расследование катастрофы ведет специально созданная комиссия Межгосударственного авиационного комитета, в работе которой участвуют специалисты Минтранса, Росавиации, Ространснадзора, Прокуратуры и других ведомств. С учетом обстоятельств происшедшего (последовательный отказ всех трех двигателей), одно из главных направлений расследования связано с оценкой качества топлива в баках самолета и работы бортовой топливной системы. В аэропорту «Внуково» взяты пробы авиакеросина из емкостей, из которых заправлялся разбившийся Ту-154. Бортовые самописцы изъяты с места происшествия и доставлены для расшифровки в МАК.
Благодаря наличию в аэропорту «Домодедово» двух параллельных взлетно-посадочных полос, его работа не приостанавливалась — полеты сразу после катастрофы продолжались с использованием ВПП 14R/32L. За не пострадавшими пассажирами рейса ЮХ372 из Махачкалы вечером того же дня вылетел резервный Ту-154М. А.Ф.