稍作休整后，858航班再度展翅，前往曼谷。飞行颇为顺利，格林威治时间11月29日上午11时01分，858航班还与曼谷国际机场塔台取得联络，报告了自己的飞行位置，向塔台通报预计在20分钟后在曼谷降落，然而这次报告竟成858航班的“绝笔”。不久后，代表它的光点就从塔台的雷达屏幕上骤然消逝。

　　格林威治时间1987年11月29日11时22分，在仰光以南220公里处的大海上空传出巨大的爆炸声，858号航班化作一团火球，随后片片残骸坠入大海，机上的115名人员全部遇难。

　　航班从雷达上消失后，泰国方面意识到可能是发生了某种空难，随即通报韩国，并且和航路所经的缅甸联合展开搜索。

　　韩国方面的判断起初还较为乐观，认为可能没有发生机毁人亡的事故，大韩航空公司一度通过KBS电视台向外界透露，认为航班可能是遭到了劫持绑架。泰国和缅甸以航班的预定航路以及消失的时间作为判断依据，认为飞机极有可能迫降或坠毁在泰缅交界的丛林地带。

　　然而几经搜寻一无所获，最后在缅甸附近海面上终于发现了大量的飞机残片，通过一件残片上清晰可见的汉城奥运会标记，最终确定这就是858号航班遗骸。

　　得到飞机确实遇难消息后，韩国方面初判遇难原因时一度采取了较为谨慎的态度。

　　执行858号航班飞行任务的这架707飞机，曾是韩国总统出国访问时的包机，但是从70年代末开始就事故频发，成了当时韩国较为知名的厄运飞机。

　　原本大韩航空将这架飞机投用在韩国国内航线上，1977年9月曾在釜山发生了严重的着陆事故，机轮没能正常放出，被迫采用了机身在跑道上摩擦降落的危险措施。

　　遇难之前的2个月，这架飞机在汉城国际机场再度上演第二次“机身降落”的惊险戏。因而在得知飞机失事的第一时间，韩国方面便下意识地判断应当是一起飞机故障引起的重大事故。

　　然而随着越来越多的飞机残骸被捞获，情况开始变得复杂了起来。

　　首先是大量飞机残骸存在有烧灼和被冲击的痕迹，打捞起来的飞机部件几乎都是支离破碎的，捞获的遇难者遗体的情形更为特别，所有遗体没有一具完整，全都残缺不全，且都有火烧痕迹。

　　这些不正常的情况对当时的航空界而言并不陌生，因为在1985年，从加拿大蒙特利尔飞往英国伦敦的印度航空182号航班失事后，其残骸状况与此次完全相同，这架飞机公认遭到了炸弹袭击。

　　几乎与此同时，海湾国家巴林突然传出惊天新闻。12月1日上午，两名准备从巴林出境的日本人因为涉嫌使用伪造的护照和签证而被查扣，而这两人正是几天前乘坐大韩航空858号航班来到阿联酋的那对日本父女。

　　巴林警方在机场办公室对二人分别讯问，父亲蜂谷真一掏出香烟，突然放入嘴里咀嚼，当场身亡。在另一间屋子被盘问的女儿蜂谷真由美同样掏出香烟，就在咀嚼的那一刻，被巴林警察察觉，强制逼迫其吐出所嚼之物。

　　经过抢救，蜂谷真由美昏迷了3天后苏醒过来。警方调查后发现，香烟中藏有“氢氰酸毒胶囊”。