Сразу после крушения Ту-104 началась отработка версий — первым делом в Минобороны заподозрили диверсию. Военные справедливо думали, не начали ли их противники войну, и привели ТОФ в состояние полной боевой готовности. Вскоре спецслужбы и комиссии пришли к выводу, что подобраться к самолету на таком охраняемом объекте, как военный аэродром Пушкин, иностранным диверсантам было просто невозможно.
Тогда для верности следователи начали проверять своих. Оказалось, что в последний момент по направлению до Владивостока отказался лететь начальник штаба ТОФ Рудольф Голосов. На тот момент Голосов считался первым кандидатом на место адмирала Спиридонова и наиболее вероятным кандидатом на пост главкома ВМФ СССР Сергея Горшкова.
Но мог ли он устроить аварию, надеясь поскорей возглавить ТОФ, а затем и весь ВМФ? Сомнительно. Тем более что на момент катастрофы у Голосова было алиби. В тот день он отпросился у Спиридонова, чтобы вылететь с аэродрома Пушкин в направлении Северного флота. Голосов был родом из тех мест и хотел повидаться с родными — это спасло ему жизнь.
Версия о причастности начальника штаба ТОФ к диверсии была отброшена, но техническое расследование катастрофы продолжалось. Еще одну версию — ошибку пилотирования — следователи отмели, когда получили расшифровку бортовых самописцев. «Черные ящики» показали, что в момент отрыва самолета от земли пилот даже не прикасался к штурвалу.
Тем не менее нарушения на борту Ту-104 все-таки были — в первую очередь там находились гражданские лица, в том числе жена адмирала Эмиля Спиридонова Валентина, супруга первого секретаря Приморского крайкома партии Тамара Ломакина, а также дочь контр-адмирала и начальника связи флота Екатерина Морева.
Кроме того, вместе с командованием ТОФ летел сын начальника снабжения Приморского края Борис Макаренко и его жена. Обрывочные свидетельства показали и наличие на борту Ту-104 тяжелого багажа — рулонов дефицитной типографской бумаги, которую Спиридонов вез для газеты ТОФ, и нескольких мебельных гарнитуров.
В итоге при разгоне груз, вероятнее всего, покатился и сместил центр тяжести к хвосту. В таком случае нос самолета задрался слишком рано, а скорости лайнера хватило лишь на то, чтобы оторваться от земли и повиснуть в воздухе на несколько секунд. Такую версию поддержал генерал-лейтенант Виктор Сокерин, и это вполне вписывается в показания свидетелей о том, что лайнер встал «крестом в воздухе».
Впрочем, первый реактивный пассажирский самолет Ту-104 отличался большой аварийностью и без всякого перегруза. С 1958 по 1981 год с этими лайнерами случилось 16 (с учетом рейса на аэродроме Пушкин) катастроф, которые унесли жизни 1140 пассажиров.
После 15-й аварии самолет убрали из гражданской авиации, но военные продолжали на нем летать.
После трагедии на аэродроме Пушкин был отстранен от должности командир военной части № 34233 (отряд 25-й авиационной дивизии ТОФ) полковник Александр Яковлев — именно за его частью был закреплен «адмиральский» Ту-104. Дальше следы Яковлева теряются: в открытых источниках упоминаний о нем нет.
Также именно из-за гибели руководства ТОФ в авиакатастрофе, по всей видимости, появились новые постановления с запретом высшим офицерам летать одним рейсом. Позже это положение перекочевало и в Федеральные авиационные правила.