Pesawat dengan registrasi PK-AXC tersebut mengangkut 155 penumpang dan 7 kru terbang sekitar pukul 05.30 WIB. Pesawat hilang kontak saat berada di airway M635 pukul 06.18 WIB.
Komite Nasional Keselamatan Transportasi (KNKT) menemukan data dari FDR (flight data recorder- salah satu bagian kotak hitam) bahwa selama penerbangan QZ8501, lampu Master Caution menyala akibat peranti Rudder Travel Limiter yang tidak berfungsi, dan menampilkan pesan teks di monitor pesawat, bahwa peranti untuk membatasi pergerakan rudder (sayap tegak pesawat di belakang) malfungsi.
Master Caution dan pesan tersebut muncul sebanyak 4 kali berturut-turut. Pada peringatan pertama hingga ketiga, pilot melakukan troubleshooting masalah sesuai dengan prosedur yang ditampilkan oleh komputer pesawat (ECAM/Electronic Centralized Aircraft Monitoring). Namun saat peringatan keempat muncul, data yang dicatat FDR menunjukkan bahwa kru pesawat mengambil tindakan lain untuk mengatasi masalah pesan yang muncul berulang-ulang tadi.
Berdasar data FDR, kru pesawat melakukan hal yang berbeda, yang parameternya mirip dengan apa yang terjadi tiga hari sebelumnya, 25 Desember 2014, manakala kedua CB (circuit breaker/sekring) komputer pesawat FAC (Flight Augmentation Computer) dilepas dan dipasang lagi saat di darat. Tindakan ini dilakukan untuk mereset komputer.
Setelah kru pesawat mereset komputer FAC1 dan 2, maka kondisi pesawat yang semula berada pada Normal Law (kondisi yang oleh Airbus disebut sebagai kondisi normal saat semua komputer bekerja), berubah menjadi Alternate Law, yang artinya pada kondisi ini sejumlah proteksi akan mati.
Autopilot dan Autothrust pun menurut data FDR mati (disengage) saat itu juga. Karena tidak ada proteksi, dan kru pesawat masih melakukan trouble shooting, komputer tidak lagi mengontrol pergerakan rudder yang ternyata saat itu berbelok ke kiri sekitar 2 derajat.
Hal itu membuat pesawat secara perlahan berguling ke kiri dengan kecepatan 6 derajat per detik. Hal ini berlangsung selama 9 detik tanpa ada kru pesawat yang menyadari, sehingga posisi pesawat banking (miring) hingga 54 derajat.
Jika FAC masih menyala saat itu, maka komputer akan memproteksi pesawat berbelok (miring) secara ekstrim hingga 54 derajat. Airbus membatasi pergerakan pesawat dengan software komputer, jika pesawat miring lebih dari 33 derajat, maka komputer akan menggerakkan pesawat kembali ke kemiringan yang aman.