В момент пролета нарушителя в Среднеазиатской части СССР боевое дежурство несли 15 РЛС типов П-ЗА, П-8, П-10 и П-30 и 9 экипажей истребителей на аэродромах Ак-Тепе, Мары, Карши, Кокайты и Андижан на самолетах МиГ-19П — 2, МиГ-17 — 3, МиГ-15 — 4. Хотя на некоторых объектах (Семипалатинск, Тюратам) уже были размещены ЗРК С-75, а Сары- Шаган вообще являлся ракетным полигоном опытных средств ПВО и ПРО, боевое дежурство несли далеко не все. Случилось так, что маршрут полета нарушителя прошел вне их зон поражения.
На всем маршруте РТВ проводку цели осуществляли устойчиво, за исключением периодов с 5:52 до 6:00 и с 6:22 до 6:35 в районе оз. Балхаш и с 10:31 до 10:53 южнее Аральского моря, где цель выходила за пределы зон видимости РЛС.
Для перехвата цели было поднято 13 истребителей: в районе Андижана — один МиГ-19П, в районе оз. Балхаш с аэродрома Сары-Шаган — три пары МиГ-17 и в районе Чарджоу-Мары — 3 МиГ-19ПМ и 3 Т-3. Кроме того, для барражирования в зонах и создания заслона на вероятных направлениях полета нарушителя поднималось еще 9 МиГ-19 и 9 МиГ-17.
Первый МиГ-19П 9-го ГИАП, пилотируемый к-ном Голицыным, взлетел в 4:58 с аэродрома Андижан и в 5:21 вышел в район цели на высоту 16500 м, однако, находясь на 4–5 км ниже, летчик ее не видел. Дальнейший поиск вследствие длительного форсирования двигателей и выхода из зоны наведения был прекращен.
С 6:05 до 8:00 с аэродрома Сары-Шаган от 6 °CАД были подняты три пары МиГ-17, которые, достигнув высоты 12,5-13 тыс. м, цель не обнаружили. Нарушитель тем временем беспрепятственно прошел к Семипалатинску, обратно к Сары-Шагану и следом к Тюратаму, находившемуся вне зоны действия истребителей, и затем повернул обратно. Основные усилия истребителей по перехвату нарушителя при его полете в южном направлении были сосредоточены в районе Чарджоу-Мары.
В 10:20 на перехват нарушителя с аэродрома Карши был поднят к-н Уланов на МиГ-19ПМ. Перехватчик был сведен с целью в 11:10, имея высоту полета 17 тыс. м. Выполняя полет по курсу следования цели, летчик ее не обнаружил и в 11:18 получил команду возвращаться на аэродром Мары.
В 10:28 с того же аэродрома на МиГ-19ПМ был поднят м-р Соколов, который наводился с КП 13 НАД (Карши). Летчик был выведен на удаление 15 км от нарушителя, имея высоту полета 16000 м. Однако, при выходе из зоны наведения КП 13 НАД управление им на КП 38 НАД (Мары) передано не было, в результате по выработке горючего он сел на аэродром Мары.
В сложившейся обстановке, несмотря на недостаточную подготовку лётного состава перехватчиков Т-3, было принято решение привлечь наиболее опытные экипажи 735 ИАП с аэродрома Карши.
В 10:30 был поднят м-р Погорелов и выведен в зону на случай пролета нарушителя западнее Карши. На цель не наводился, так как в этот момент цель вышла на некоторое время из зоны обнаружения РЛС, и по выработке горючего был посажен на свой аэродром. В 10:44 взлетел самолет ст. л-та Кудели и выведен навстречу цели. Достигнув высоты 17 тыс. м, истребитель мог успешно выполнить перехват, однако из-за большой дальности управление с КП 13 ИАД было потеряно, а вследствие вхождения истребителя в «мертвую воронку» РЛС он не был своевременно взят на управление командным пунктом 38 ИАД. В результате по израсходовании топлива его посадили на аэродром Мары. В 10:56 на перехват вылетел к-н Дорошенко, который был выведен в район Мары на маршрут цели с отставанием от нее на 90 км, по команде с КП 38 ИАД включил форсаж и перешел в набор высоты. Общий налет к-на Дорошенко на этом типе самолета составлял 18 ч 20 мин, из них 12 ч на перегонку матчасти. В данном полете он впервые поднимался на самолете Т-3 на высоту более 11 тыс. м и впервые за свою лётную практику выполнял полет на сверхзвуке. Не сумев выдержать нужный порядок разгона скорости и набора высоты, летчик поднялся всего на 17000 м и цель не догнал. Достигнув скорости М=1,7, летчик услышал «бурление» двигателя, принятое им за помпаж, и заметил засветку экрана РЛ прицела. Не разобравшись с состоянием матчасти самолета, доложил на КП об отказе автоматики двигателя и выключил двигатель, а после снижения снова запустил в воздухе. Между тем, следуя за нарушителем, он вышел за госграницу на 80 км. Видя, что сближения с целью не происходит, а летчик находится за пределами Советского Союза, КП дал команду на возвращение на аэродром Мары.
Перебрасываемая из Красноводска пара Т-3, пилотируемая летчиками-инструкторами УКЦ авиации ПВО, прибыть в район пролета нарушителя до его выхода за границу не успела.
Осмотр и проверка самолета к-на Дорошенко после полета не выявили неисправностей. 13 апреля на этом самолете произвел специальный полет летчик ГК НИИ ВВС п/п-к Фадеев с выполнением разгона и достижением практического потолка, а также проверку работоспособности РЛ-прицела ЦД-30Т. Перехватчик с четырьмя ракетами достиг высоты 20 тыс. м, замечаний по работе самолета, двигателя и оборудования, в том числе станции ЦД-30Т не было. Допущенные Дорошенко ошибки при разгоне и наборе высоты стали следствием того, что он совершал их впервые, так же как до этого он не летал в высотном костюме, гермошлеме, с подвешенными ракетами и не работал с РЛС ЦД-30Т.
