1985年8月12日，正值日本的盂蘭盆節前夕（盂蘭盆節為農曆七月十五，俗稱中元節、鬼節，1985年的盂蘭盆節假期從8月13日開始），東京羽田機場熙熙攘攘，數以百萬計的日本民眾正要返鄉祭祖。日本航空123號航班當日從羽田機場起飛，機型為波音747-100SR，機上共載有524人，包括日籍乘客488人、外籍乘客21人，機組15人。人們沒能想到，一次平常的短途旅行，竟成為520人的不歸之途。
失事航班
航班於8月12日晚6點12分起飛，目的地是400公裡以西的大阪伊丹機場，飛行時間預計需要54分鐘。
計劃飛行路線圖
起飛後，飛機很快爬升至7300米的高度。這時安全帶警示燈尚未熄滅，一名乘客提出要去洗手間，空乘向駕駛艙電話詢問是否可以，飛航工程表示同意。
駕駛艙共有機長、副機長和飛航工程師3人。機長高濱雅己49歲，是運航部門指導教官、日航資深機長，總飛行時間超過12,000小時。副機長是佐佐木祐，39歲，機長升格訓練生，總飛行時間3,900餘小時。為進行機長升格訓練，當天副機長佐佐木祐坐在機長位操作飛機，機長高濱雅己坐在副機長位進行指導並負責無線電通訊。另外一位是飛行工程師福田博，46歲，引擎部門教官，總飛行時間約9800小時。
從左至右為機長、副機長和飛航工程師
空乘通知乘客可以去洗手間，乘客剛站起身，客艙內突然發出巨大的爆炸聲並竄出氣流，機身開始劇烈搖晃，氧氣面罩在乘客的驚叫聲中自動脫落。
駕駛艙內的機組人員也聽到了爆炸聲，並發現客艙失壓，機長判斷飛機應該出現了破洞，迅速向地面發送代碼7700。7700表示飛機遇到緊急狀況，如機械故障、機上人員突發疾病等。信號被位於所澤市的東京航空交通管制部接收。
機組開始檢查儀表，但是並未發現任何異常。此時飛機處於7300米海拔的高空，時速近540公裡/小時。機長向東京航空交通管制部的空管請求返回羽田機場，空管同意，可是很快，空管發現飛機並沒未轉彎180度返航，反而離羽田機場越來越遠。
日航123號班機並未調頭
空管急忙提醒機長航線錯誤，機長並未答覆，因為此時飛機的液壓系統已全部失效，而當時波音747客機的舵面、起落架、減速板等都需要藉助液壓系統操作。液壓系統失效，則飛機基本處於失控狀態，機長只能集中注意力控制飛機，副機長佐佐木祐建議與航空公司聯繫，機長也無暇顧及。
失控的飛機在高空中陡升、猛然下降1200米、拉平、抬升，循環往復。此時地面空管也發現飛機飛行路線飄忽不定。
客艙內，氧氣面罩脫落之後開始循環播放預先錄製的安全通知。根據錄音提示，乘客們為自己及身邊的孩子戴上氧氣面罩並系好安全帶。部分乘客開始寫遺書，有乘客用相機拍下了當時客艙內的情景。
遺書
乘客拍到的客艙內最後影像
空管建議飛機改飛名古屋，因為名古屋在飛機正前方128公裡處，不需要轉彎。但是機長還是堅持返航羽田機場，因為羽田機場是大型機場、跑道比較長，更適合波音747迫降。
無論改飛哪個機場，問題關鍵都在於飛機高度必須立刻下降。客艙內空氣越來越稀薄，乘客開始呼吸困難，飛機後部R5機門處有些氧氣面罩中的氧氣已用盡、需要用氧氣瓶，若飛機繼續「飄」在高空中，乘客恐怕很快就會失去意識。
空乘電話告知飛航工程師福田博，爆炸應該發生在飛機後部，貨艙已崩塌，客艙中氧氣告急，飛機迫切需要下降。福田博將這一情況告知機長，怪異的是機長此時狀似癱瘓，對福田博的匯報沒有任何反應。福田博建議機組佩戴氧氣面罩，副機長佐佐木祐同意，機長也回答「好」，但不知是出於緊張慌亂，還是缺氧蒙蔽了判斷力，駕駛艙內的機組人員始終沒有佩戴氧氣面罩。
日航123號班機失控的消息幾乎立刻在東京傳開，日本電視臺也暫停常規節目、改播現場訪問。有目擊者稱看到這架「跛腳」的客機飛過頭頂、搖搖晃晃消失。
目擊者拍到的機身最後影像，尾翼似有缺失
飛機此時接近東京北郊的橫田美國空軍基地，一名美國航管人員無意間聽到機長與東京航空交通管制部的對話，美軍願意提供橫田跑道幫助飛機降落，可惜窮於應付失控飛機的機組並沒有對美軍的呼叫作出回應。
機組經過測試，發現可以用油門對飛機進行加速或減速控制：若在飛機俯衝時將油門前推，則飛機停止俯衝、並揚起機鼻、開始加速；若在爬升時回拉油門，則飛機開始俯衝並減速。這和正常駕駛的操控完全相反，但至少能讓飛機漸漸平穩而不再亂竄。
接著，機組發現如果增加飛機左側引擎的推力，就能讓飛機朝著東京方向緩慢右轉。如果利用電力放下起落架，則可緩衝飛機的俯仰運動、有助於機身穩定。但是放下起落架之後，起落架破壞了左側引擎加速提供的方向控制，飛機再次變得不可控。
終於，在接近日本最高山峰富士山之時，飛機驟然右轉、並開始以每分鐘900米的速度俯衝，這個速度兩倍於正常的下降速度。此時距離爆炸已過去22分鐘，機身四周群山環繞，飛行高度4000餘米，機長向空管緊急報告飛機「失去控制！要撞山！」
機長請求地面引導前往羽田機場的航線，空管答覆保持090方向，但無奈飛機繼續往西北方向飛行，距離羽田機場和橫田空軍基地越來越遠。
日航123號班機實際飛行路線
"日航123號航班，聽到請回答。"
"日航123號航班，聽到請回答。"
"日航123號航班……"
"日航123號航班……"
空管再沒有等到回復，因為飛機正以每分鐘5500米的速度急速下降，最終在群馬縣御巢鷹山區附近的高天原山墜毀，並從雷達屏幕上永遠消失。
墜機地點
當晚，日本自衛隊的大森五十鈴上尉駕駛直升機找到了墜機地點，他看到300平方米範圍內約有10處起火，煙霧很大、能見度極差，現場看起來並沒有生還者跡象。由於山體坡度較陡，大森上尉不願意冒險在夜間降落，於是駕駛直升機返航。
同時，一組救援隊正從陸路趕往現場。救援隊也認為不可能有人生還，當晚便在68公裡以外的村莊過了夜。
事實上，日航123號航班是有倖存者的。
第二天早上，墜機之後14小時，日本自衛隊搜救小組終於抵達空難現場，只見飛機殘骸和遇難者遺體散落在山坡，作為全球單機死亡人數最多的空難，墜機現場異常慘烈。
墜機現場
清理現場時，自衛隊驚覺有一位生還者，是當日未當班的空乘落合尤美。接著，自衛隊又在樹上發現一位12歲女孩，另外還發現一位年輕媽媽和她8歲的女兒也倖免於難。四名生還者被緊急送至滕岡市醫院。
自衛隊對於找到生還者非常震驚。一般人體可以承受約15g的過載（加速度超過重力加速度的倍數稱為過載，「重力加速度」用「g」來表示），但飛機撞擊地面時，前部乘客承受的過載值為100g。後來調查員發現這四名生還者都坐在最後七排，在波音747的後段，撞擊力道比前部小得多，因而4位倖存者得以逃過一劫。
倖存者落合尤美的骨盆破裂、一條手臂骨折。她講到一件令人扼腕的事，當晚她躺在山上等待救援時，還有部分乘客並未當場罹難，她可以聽到許多人的哀嚎和喘息聲從四面八方傳來，其中有個男孩大聲叫「媽媽」，一位年輕女性說「快點過來」。落合尤美在黑暗中聽到直升飛機靠近，心想「得救了」，可惜直升機的聲音又越來越遠。之後，她漸漸聽不到周圍人的哀嚎和喘息聲。
顯然，有許多乘客在寒夜中因救援延誤而身亡。
遇難者遺體
日航123號航班的墜毀雖然屬於日本的「家務事」，但對全球航空發出嚴重警告信號，因為僅在幾周之前，一架印度航空的波音747客機墜入大西洋，造成329人身亡，如今再添520條人命，波音747的適航問題受到廣泛質疑。當時全球共有600架波音747在使用中，若是機型本身存在問題，將是航空業的巨大災難。
美國國家運輸安全委員會（National Transportation Safety Board，NTSB）的首席調查員趕赴東京協助調查墜機事件。調查員將日航123號航班機身最後影像與完整波音747照片對比，發現飛機尾翼缺失。尾翼可以保持機身穩定，且液壓線路通過尾翼，尾翼缺失可能導致液壓系統失靈。
尾翼缺失
日本一艘軍艦在穿越東京南側一處灣區時，發現有飛機尾翼漂浮在海上，位置恰好是日航123號航班首次發出緊急信號的地點。調查員判斷，這場空難恐怕和尾翼脫不了干係。
但是爆炸、失壓、失去尾翼和液壓故障，這四者之間具體是什麼關係？
在調查飛機自身歷史時，美國調查員發現七年前（1978年6月2日）這架飛機在降落大阪伊丹機場時也曾發生過一次意外，當時由於駕駛員操作不當導致飛機的機尾觸地受損。隨後日航請來波音的工程師對尾翼進行維修，工程師將一塊原本符合規定的金屬板材切割成了兩半，每一半只有一排鉚釘與之固定。而根據設計要求，這塊板材應該是一塊整體，由兩排鉚釘加固。
上：正確的維修方式；下：實際維修方式
根據美國調查人員計算，這次修補後金屬抗疲勞開裂的性能只有規範維修的70%，耐受10,000次左右的飛行，而事故班次已經是維修後的第12,319次飛行。也就是說，這架飛機在維修後其實是一架巨型的定時炸彈，無人能預料會在哪一趟飛行出現毀滅性事故。波音的檢驗人員當時已注意到這個情況並做了記錄，但是並沒有意識到這是一個致命錯誤。日航的檢驗人員也沒有注意到這一情況，這顆定時炸彈就這樣由波音交付給了日航。
在維修後幾年的飛航過程中，因客艙內部的多次加壓和減壓，維修部位的金屬疲勞不斷累積。事故當天，當飛機爬升至7,300米高空時，機身外空氣稀薄，機艙內空氣經過加壓，內外形成氣壓差，累積的金屬疲勞達到了極限，無法再承受氣壓差，發生爆裂，爆裂導致高壓空氣衝進機尾，直接將垂直尾翼吹落墜海，連帶扯斷了主要的液壓管線，導致飛機失控。
尾翼墜落示意圖
日航123號航班的飛行員墜機前的操作也引起一些批評，比如機長是否反應遲緩？是否操作失誤？是否應就近迫降而不是返航羽田機場？但是調查員找來4名優秀飛行員模擬同樣情景，發現無人能堅持到30分鐘，更沒人能讓飛機迫降。123號航班飛行員的操作是專業的，可惜無力回天。
日航123號航班墜機原因真相大白，日本警方打算起訴波音公司並打算要求波音公司負刑事責任，但檢察官決定不予起訴，波音公司最終拒絕作出賠償。日航以「慰問金」的形式向遇難者家屬支付了7.8億日元，日航總裁高木養根辭職，維修經理麻布富永和工程師進田島自殺。波音公司負責維修該飛機的工程師也因巨大的心理壓力而自殺。
墜機地點所在的群馬縣多野郡，設立了「升魂之碑」，以悼念空難中不幸罹難的乘客，其中包括歌手坂本九、寶冢歌劇團演員北原遙子等。
遇難歌手坂本九
德國飛機渦輪機的發明者德國人帕布斯·海恩提出了一個在航空界關於安全飛行的法則，即海恩法則(Heinrich's Law)： 每一起嚴重事故的背後，必然有29次輕微事故和300起未遂先兆以及1000起事故隱患。海恩法則強調兩點：一是事故的發生是量的積累的結果；二是再好的技術，再完美的規章，在實際操作層面，也無法取代人自身的素質和責任心。
以下是墜機現場找到的部分遇難乘客臨終遺言，讀之令人動容：
我的愛妻，有你的生活都很美妙，我們孩子長大一定會成才，我沒料到那頓晚飯竟會是我們的最後一餐。
再也見不到爸爸了很遺憾，真的很……到現在為止的人生很感謝。
沒想到昨天與大家吃飯，竟是最後離別。
無論發生了什麼事，兒子，一切都拜託你了。
現在六點半，飛機打著轉，正在降落。我至今為止的人生真的很幸福，感謝你們。