Акт утвержден главным конструктором завода т. Поликарповым Н. Н., К этому акту была приложена ведомость дефектов, не влияющих на безопасность первого вылета и подлежащих устранению после первых полетов. Ведомость завизирована лицами, подписавшими акт на готовность самолета к первому вылету. После составления акта и на основании его был издан приказ по заводу № 156 о выпуске самолета в первый полет без уборки шасси, подписанный директором завода т. Усачевым. На основании приказа был выписан начальником летной станции т. Порай и завизированный т. Чкаловым полетный листок на первый вылет без уборки шасси с ограничением скоростей в зоне центрального аэродрома, продолжительностью 10–15 минут.
15 декабря 1938 года самолет после тщательного осмотра и опробования мотора на земле в течение 25 минут был предоставлен т. Чкалову для вылета (к этому моменту мотор отработал всего 6 часов 37 минут, из них: на заводе № 29– 4 часа 30 минут).
Тов. Чкалов опробовал мотор, управление рулями, закрылками и вырулил на старт.
Самолет оторвался от земли после разбега, примерно в 200–250 метров и, набрав высоту 100–120 метров, с виражом пошел на первый круг. Далее полет продолжался на высоте 500–600 метров.
Закончив первый круг над аэродромом, самолет пошел на второй круг, растянув последний в сторону завода № 22, после чего пошел па посадку. Не доходя до аэродрома один-полтора километра, с высоты около 100 метров самолет сделал вираж влево и скрылся за постройками. Самолет обнаружен на территории дровяного склада (Магистральная ул., д. № 13) возле Хорошевского шоссе. Самолет при снижении зацепил и оборвал провода на территории склада и, развернувшись, врезался в кучу дровяных отходов. При ударе т. Чкалова выбросило вперед на 10–15 метров вместе с хвостовой частью фюзеляжа, управлением и сиденьем. Передняя часть самолета разбита. Пожара не было.
На следующий день после трагедии комиссия в составе военинженера 1 ранга И. М. Исакова (председателя), старшего инженера 3-й лаборатории Центрального института авиамоторостроения (ЦИАМ) С. А. Евсеева и старшего мастера 3-й лаборатории ЦИАМ В. В. Богомолова произвела осмотр и частичную разборку двигателя М-88, привезенного с места катастрофы самолета И-180, и установила, что мотор с карбюратором К-39 и трехлопастным винтом ВИШ-23 без автомата изменения шага, но с краном на два положения, не проходил летных испытаний и имел следующие повреждения: разбит картер редуктора, погнут и поломан вал редуктора, сломан переходной патрубок от карбюратора к нагнетателю, поломаны фланцы крепления магнето, разбит цилиндр и поршень винта, смят кок со следами удара о каменистую почву, повреждены две лопасти винта.