كان ألكسي ليونوف في مطار كيرجاتش في مقاطعة فلاديمير، في اليوم الذي توفي فيه غاغارين في 27 مارس/ آذار عام 1968، مطار كيرجاتش الذي أقلع منه أول رائد فضاء في العالم وكان معه المدرب، فلاديمير سيريوغين على متن طائرة ميغ-15 أوتي. وبحسب خطة التدريب على الطيران، كان يجب على غاغارين التحليق على ارتفاع 4 ألاف متر. وأشار ليونوف إلى أن انفجار الطائرة سمع بوضوح في المطار.
وقال ألكسي: "كنا واقفين بالقرب من برج المراقبة وسمعنا دوي انفجار مزدوج واختراق صوت. كان الفاصل الزمني بين الانفجار واختراق الصوت ثانية ونصف أو اثنتين".
ووفقا له، اعتقد هو وجميع الموجودون على الفور، أن الانفجار حدث في مكان واختراق الصوت جاء من مكان آخر. ومن ثم تبين أن طائرة الميغ-15 التي كان فيها غاغارين وسيريوغين قد تحطمت. وتم تشكيل لجنة حكومية للتحقيق في الكارثة، وبعد تحقيق طويل توصلت اللجنة إلى أن سبب الحادث هو اقتراب طائرة أخرى من طائرة غاغارين، وانحرافها الحاد ومن ثم دخلت في دوامة هوائية.
وأكد ليونوف أن الطائرة الأخرى هي سبب موت غاغارين.
وقال ليونوف: "بالتأكيد سبب الوفاة كان الطيار الآخر، الذي حلق على مسافة أقل من 400 متر تحت الغيوم، وفعّل نظام الدفع الإضافي، واقترب من الطائرة، دون أن يرى غاغارين. كانت الطائرة من طراز "سو-15" لقد حلقت على بعد 10-15 م بسرعة الصوت، فقلبت الدوامة الهوائية طائرة غاغارين. لقد كان غاغارين بحاجة إلى ثانية ونصف الثانية، أو ثانيتين فقط لكي يخرج الطائرة من هذه الدوامة، ولكن الوقت لم يسعفه فسقطت الطائرة أفقيا على بطنها وتحطمت".
وأضاف ألكسي، جاء في إحدى رسائل لجنة التحقيق: "أيها الرفاق لا تطرحوا هذه المسألة، الذي حدث، حدث، ولكن ستقتلون الطيار الآخر".
وأعلن ألكسي ليونوف أيضا أن الرسالة التي تؤكد ذنب طيار "سو-15" في وفاة غاغارين موجودة لديه.
وخلص ليونوف إلى أن إمكانية استئناف التحقيق أمر صعب.