6 Şubat 1996'da, Dominik Cumhuriyeti'nde tatillerini geçiren bir grup Alman turisti Frankfurt'a zütürecek uçakta mekanik arıza meydana geldi. Bunun üzerine havayolu şirketi bir Türk charter şirketi olan Birgenair'e ait bir Boeing 757'yi kiralama yoluna gitti. Uçağın pilot ekibi Birgenair'in en deneyimli pilotlarından biri olan Kaptan Ahmet Erdem ile ondan çok daha az deneyime sahip olan ikinci pilot Aykut Gergin ve gözlemci pilot Muhlis Evrenesoğlu'ndan oluşuyordu. Yerel saatle akşam 11:30'da 301 sefer sayılı Birgenair uçağı aprondan ayrılmak için izin istedi. Uçağın havalanması sırasında rutin kontroller gereği ikinci pilot Aykut Gergin'in hız göstergelerini kontrol etmesi sırasında Kaptan Ahmet Erdem ile Aykut'un göstergelerindeki verilerin uyumsuz olduğu farkedilir. Buna rağmen kaptan Erdem kalkışı ertelemedi.[3]Uçak saat 11:42'de havalandı.

Uçak 4.700 feet (1.400 m) irtifaya tırmadığında kaptanın göstergesi yanlış olarak 350 knot (650 km/s), ikinci pilotunki ise doğru olarak normal hızını yani 220 knot (370 km/s) sürati gösteriyordu. Kalkıştan 1,5 dakika sonra devreye giren otomatik pilot, kaptanın verilerini referans alarak aşırı hız uyarısı verdi ve yavaşlamak için uçağın burnunu kaldırmaya başladı. Gerçek bilgi veren ikinci pilotun göstergesi uçağın hızının tehlikeli biçimde azaldığını belirtmesine rağmen, Erdem'in yanlış bilgi veren göstergesi de tam tersi olarak uçağın tehlikeli biçimde hızlı yükseldiğini gösteriyordu. Kaptan Erdem bunun üzerine uçağın hızını azaltmaya karar verdi. Bu karar, uçağın, tehlikeli biçimde yavaş gittiğini belirten kafa karıştırıcı bir levye titreşim uyarısı (stick-shaker) vermesine neden oldu. Sarsıntı uyarısıyla birlikte otomotik pilotun devre dışı kalmasıyla, motorların durmasını engellemek artık yalnızca pilotların inisiyatifine kalmıştı. Gözlemci pilot Evrenesoğlu ile ikinci pilot Gergin'in uçağın burnunun tehlikeli biçimde havaya kalktığını belirtmesine rağmen baskı altındaki kaptan Erdem bunu farkedemedi.

Kaptan Erdem uçağın burnunu indirmek yerine motorlardan güç almaya çalıştı. Ancak uçağın düşme açısında motorların yeterli miktarda hava alamaması nedeniyle uçağın sol motoru durdu. Sol motoru duran uçak, sağ tarafındaki motor tam güçle çalıştığı için yalpalamaya ve dönmeye başladı. Geriye doğru çekik kanat tasarımına sahip olan Boeing 757'de motorun durma noktasına yaklaşmasıyla uçağın kontrolü giderek zorlaştı.

Kalkışından 5 dakika sonra Birgenair'e ait 301 sefer sayılı uçak Puerto Plata'nın 26 km kuzeydoğusunda Atlas Okyanusu'na düştü.