Трагедия произошла во Владимирской области, около деревни Новоселово Киржачского района. За полвека было выдвинуто немало версий причины катастрофы.
Арсений Миронов (летчик, доктор технических наук, в 1980-х годах возглавлял Летно-исследовательский институт имени Громова и член летной подкомиссии, которая входила в большую правительственную комиссию по расследованию причин катастрофы) рассказал ТАСС, что Гагарин разбился из-за ошибочной команды с земли.
При этом официальная версия гибели летчиков — выполнение ими резкого маневра, что привело к попаданию самолета в закритический режим полета и сваливанию (резкое падение подъемной силы из-за неправильного обтекания крыла воздушным потоком). Чем именно был вызван этот маневр, расследованию установить не удалось.
Тем временем, советский космонавт Алексей Леонов в 2017 году в своей книге "Человек и космос" опубликовал документы и схемы, касающиеся гибели Гагарина и Серегина.
По его версии, учебный МиГ попал в вихревой след пролетавшего рядом сверхзвукового Су-15. При этом Леонов отмечает, что дал слово не называть фамилию летчика, действия которого, по его версии, привели к крушению самолета первого космонавта планеты.