O Boeing 737-200 prefixo PP-VMK decolaria do aeroporto de São Paulo/Guarulhos as 9h43 min de 3 de setembro de 1989, iniciando o voo RG-254 entre São Paulo e Belém, com escalas previstas em Uberaba, Uberlândia, Goiânia, Brasília (onde ocorreu a troca programada de tripulação), Imperatriz e Marabá. O Voo RG-254 transcorreu normalmente até Marabá, onde pousaria naquela tarde às 17h08 min.
Em Marabá, a aeronave foi reabastecida e preparada para a etapa final do voo até Belém, com duração de 50 minutos. Tendo decolado às 17h35 min, o Boeing 737-200 PP-VMK tomaria o rumo oeste, ao invés do rumo norte. Após ter alcançado teoricamente 89 milhas naúticas de Belém, a tripulação do RG-254 tentaria estabelecer contato com o Controle de aproximação (APP) Belém. A comunicação com o APP Belém só foi conseguida através de uma ponte realizada por outro Boeing da VARIG que realizava o voo 266 de Belém para Brasília. A dificuldade de comunicação com Belém, aliada ao não avistamento da cidade indicariam possíveis erros de navegação. O atraso da aeronave não despertaria preocupação nas autoridades, por conta do voo ser realizado em um tranquilo domingo, dia de jogo da seleção brasileira de futebol, e o trecho final do voo 254 ser de fácil execução. O APP Belém, acreditando que o voo 254 estava seguindo seu ritmo normal, concederia autorização de pouso para o PP-VMK. Por sua vez, o centro de coordenação da VARIG também não notaria o atraso do voo 254.
Com o passar do tempo ,a situação começaria a fugir de controle. Após relutar em pedir ajuda, a tripulação do voo 254 conseguiu se comunicar por volta das 20h30 min com tripulações dos voos 231 e 266 da VARIG. Após travar diálogo de 25 minutos com essas tripulações, o VARIG 254 cortaria as comunicações, tendo decidido realizar um pouso de emergência por falta de combustível.
Após voar por três horas sem descobrir sua real posição, o PP-VMK realizaria um pouso forçado por volta das 21 h em uma área de floresta localizada a 60 km ao norte de São José do Xingu.
Na aterrissagem, o impacto do avião contra as árvores causou a morte de 12 ocupantes e ferimentos em outros 42