981号班机于当天早上11时从土耳其伊斯坦布尔起飞，降落在巴黎奥利机场。该架DC-10客机于首段航程载着167名乘客及13名机员，其中50名乘客于巴黎下机。第二段航程将从巴黎飞往伦敦希思罗国际机场，这段航程又有216名乘客登机，当中有包括17名英国橄榄球球队队员，他们出席完前一天的一场对法国的比赛后回国；另有4名英国模特，及48名前往美国的日本的银行管理实习生。其余147人则是来自其他12个国家。通常从法国前往伦敦的航班都不会爆满，但由于当时英国某航空公司罢工影响旅客，令所有来往英法的航班需要激增。
下午12时30分，飞机从奥利机场东面起飞前往希斯洛机场，之后转向北面飞行以避开巴黎上空。当981号班机飞过莫特丰丹镇（Meaux）时，航空管制员从该航班收到一段不清楚的通话；而飞机亦发生失压，机上以土耳其文播出飞机超速警告，并记录了包括副机长的通话：“机身爆开了！”（the fuselage has burst）。981号班机随即消失于航管员的雷达屏幕内，稍后981号班机的残骸于埃默农维尔（Ermenonville）一处森林内被发现。
167名乘客在伊斯坦布尔飞往巴黎，其中50人在巴黎下机。216名新乘客，其中许多人应该乘飞机在法国航空，东亚航空，泛美或TWA，在巴黎登上TK 981，导致延误30分钟。有些乘客由于延误或缺席而取消了机票。
大多数乘客是英国人，包括来自法国和英国之间的五国之行的萨福克Bury St Edmunds的业余橄榄球队的成员。还有船员约翰·库珀，他在男子400米栏中获得银牌，在东京的1964年夏季奥运会上获得了4×400米的接力，和合并工程与电力联盟总书记吉姆·康威。
其他乘客包括美国驻伦敦大使馆的文化顾问Wayne Ayres Wilcox，他的妻子Oiida Rae（Neill）Wilcox和他四个孩子中的两个；48名日本大学毕业生参观欧洲并且最近结婚了乔治娜·福斯特斯（Georgina Forester），他是英国军方当时的牧师约翰·尤恩斯的女儿。
调查人员检查过黑盒子的飞行资料记录器及驾驶舱录音器，发现飞机在飞过莫特丰丹时，机上发出警号提示机员飞机发生爆炸减压。爆炸发生后，飞机稍微向上升起后随即下降并左转，机长Nejat Berköz及副机长Oral Ulusman努力地控制客机，可是他们发现没有可用以控制升降舵及方向舵的液压，飞机以近乎垂直的姿态往地面直插。虽然飞机坠毁前开始拉平机身，但已失去了太多高度。最后爆炸发生后72秒以时速800公里高速撞向森林。机上的346人中，只有40具尸体可以从外观被辨认，最后有9人永远无法确认身份。至于飞机残骸即已成为一堆碎片，调查人员根本无法找出飞机失去了那个部份。后来，在飞机坠毁处以南15公里的一处萝卜田上，发现了一道飞机尾部的货舱舱门，上面仍连着六张客椅，椅上仍有乘客的尸体。
于是法国调查人员断定，是货舱的舱门于半空发生爆炸减压，造成了这次空难。其余客机的客舱舱门的开启方法是要往内推，舱门亦比门框稍大，这种设计是避免飞机高空失压时，舱门被压力打开。可是DC-10的货舱舱门却设计成往外打开，目的是腾出机舱内的空间，以增加货舱容量。他们发现货舱门本身设计有问题，货舱门从外面看起来是关上的，但实际上并不一定锁紧。该舱门的锁设计既复杂，锁勾位置亦可能有偏差，假如关门不当，飞机会于半空爆开，偏偏这种舱门的关门方式却是十分困难，地勤人员需要花上九牛二虎之力才可将压力栓压紧。而即使关门后舱门明明没有锁紧，但位于驾驶舱的舱门显示灯却依然会关掉，示意舱门已关上。而导致飞机失去液压是因为货舱门脱落后，大量空气被吸出机外，令同样设计有问题的客舱地板向下榻，压毁了连接机尾的电线及液压管。这种货舱门原本早就应该被指示需要作出改良。因为在1972年6月12日，美国航空96号班机亦发生完全一样的事故，该次飞机的舱门亦发生爆炸减压，所幸飞机的液压没有完全损毁，最后更能成功迫降。该次事故发生后，美国国家运输安全委员会（NTSB）立即指示麦道公司需要更改货舱门的设计，并需通过安全测试。不过，NTSB却没有任何约束力，导致之后麦道依然对有关设计不作任何修改，并再在生产线上继续生产了两架DC-10，其中的一架，就是土耳其航空肇事的DC-10。麦道公司事后才亡羊补牢，改良有关舱门设计。
981号班机是当时有史以来死亡人数最惨烈的一次空难，直至1977年3月27日发生的特内里费空难才被打破；而单一飞机失事最严重事故，则于1985年8月12日被日本航空123号班机打破。可是981号班机仍是史上十大民航空难之一，而由于这次事故是因为DC-10的设计问题而引发，因此亦被视为20世纪十大技术灾难。
虽然经过麦道公司改良后的舱门，令DC-10再没有发生过类似空难，可是当时该空难却深深震撼整个航空界，亦因此打击了大众对DC-10的信心。乘客花了一段时间才恢复对搭乘DC-10的信心，而麦道公司亦因为这次空难导致其DC-10销量远不如预期。在70年代后期，DC-10再发生了多次由设计问题间接而生的空难，一度令全球DC-10需要停飞，最终导致麦道公司出现财政困难，从而于1997年被波音收购。
联合航空811号班机事故-该班机从檀香山机场起飞后，货舱舱门由于控制开关短路，舱门自行开启，导致9人死亡；飞机其后成功迫降。
美国航空96号航班事故-飞机起飞不久，机身左后方的货舱门突然爆开，所幸最终有惊无险降落，无人死亡。这起事故跟土航981有直接关系。
联合航空232号航班事故-此班次的道格拉斯DC-10-10三引擎广体客机之二号引擎因为扇叶材料的瑕疵，叶片断裂且断裂后射出的碎片损坏了机上为数共三套的液压系统，导致各翼面的控制功能失效。紧急迫降失败造成285名乘客及11名乘务人员中有111人罹难
日本航空123号班机空难事件-该班机从日本东京的羽田机场，预定飞往大阪伊丹机场。飞机因维修不当造成飞行时尾部压力罩破裂发生爆炸性减压并失去液压操纵，飞机在群马县御巢鹰山区附近的高天原山坠毁，520人遇难，包括宝冢剧团著名演员北原遥子，名歌星坂本九。但有4名女性奇迹生还（1名未执勤的空服员、一对母女以及1个12岁女孩）。此次空难事件是世界上涉及到单一架次飞机的空难中，死伤最惨重的。
阿罗哈航空243号航班事故-该班机是来往夏威夷的希洛和檀香山定期航班，使用波音737-200型客机飞行。
空难将连同美国航空96号班机被辑制成空中浩劫第五季的“Behind Closed Doors”(香港地区称为“致命设计”)。
