Berikut Kronologis sebelum pesawat naas itu terjun bebas di perairan Selat Karimata, Pangkalan Bun, Kalimantan Tengah.
Pukul 05.35 WIB
Pesawat AirAsia QZ8501 Airbus A320 lepas landas dari Bandara Juanda Surabaya menuju Bandara Changi, Singapura,
Saat itu, pesawat terbang di ketinggian jelajah sekira 32.000 kaki di atas permukaan laut. Pesawat dijadwalkan tiba di Bandara Changi, Singapura pada pukul 07.36 WIB.
Pukul 06.01WIB
Flight Data Recorder (FDR) mencatat adanya gangguan kerusakan rudder travel limiter (RTL). Gangguan ini juga mengaktifkan electronic centralized aircraft monitoring (ECAM). Pilot lantas melakukan langkah-langkah sesuai prosedur. Tiga kali gangguan yang sama, pilot masih dapat mengatasi masalah (me-recovery). Gangguan ini bukanlah sesuatu yang membahayakan penerbangan.
Pukul 06.15 WIB
Gangguan kembali muncul, namun dari data black box diketahui bahwa pilot tidak melakukan penanganan yang sama. Indikasinya adalah pilot melakukan penanganan seperti yang terjadi pada peristiwa sebelum ini, penanganannya adalah dengan me-reset circuit breaker dari flight augmentation computer (FAC).
Akhirnya para awak pesawat mengengendalikan pesawat secara manual selanjutnya hal ini yang diduga menjadi sebab pesawat berada dalam kondisi di mana pilot tidak lagi bisa mengendalikan jalannya pesawat. Rudder bergerak sebanyak 2 derajat per detik dan pesawat roll atau berguling mencapai 54 derajat. Kemudian pesawat bisa di-recovery hingga level (kembali normal).