ウクライナ政府および軍の合同事故調査委員会がまとめた航空事故調査報告書によると、この未曾有の惨劇は単一のミスではなく、複数の致命的な要因が連鎖して引き起こされた「システム的崩壊」であったことが明らかになっています。
第一の要因は、パイロットによる飛行計画の逸脱と空間識失調です。チーフパイロットのトポナリ中佐は、予定されていた高度と飛行ラインを大きく下回り、観客の頭上至近で危険な機動を行いました。機体警告システムが「高度低下」を告げるアラートを発出していたにもかかわらず、急激なG（重力加速度）の影響下で判断が遅れ、リカバリー操作が間に合わなかったことが直接的な引き金となりました。
第二の要因は、直前の機体変更とリハーサル（事前訓練）の絶対的不足です。当初予定されていた機体が直前に燃料トラブルで使用不能となり、パイロットは燃料搭載量や機体バランス（重量配分）が異なる別のSu-27UBへ急遽乗り換えを余儀なくされました。さらに、新しい飛行プログラムのシミュレーションや現地でのリハーサル飛行が一切行われておらず、重い機体での機動限界をパイロットが正確に把握できていませんでした。
第三の決定打となったのが、観客席の安全境界線の完全な崩壊です。国際的な航空ショーの安全基準では、飛行展示エリアと観客ゾーンの間に厳格なセーフティバッファー（安全距離）を設けることが義務付けられています。しかしスキルニフでは、経費削減や警備人員の不足から観客が滑走路の間近まで立ち入ることを許可しており、制御を失った機体の直撃を避ける術が物理的に存在しませんでした。
