Trong khi đang thi hành nhiệm vụ tìm kiếm Thượng tá Trần Quang Khải, phi công của chiếc Su-30MK2 gặp nạn hôm 14 tháng Sáu, máy bay tuần thám CASA 212 đã mất liên lạc hồi trưa 16 tháng Sáu. Trên chiếc CASA 212 chở 9 người, cơ trưởng chỉ huy chuyến bay là Đại tá Lê Kiêm Toàn, Lữ đoàn trưởng Lữ đoàn không quân 918. Máy bay tuần thám CASA 212 có xuất xứ từ Tây Ban Nha.
Ngay khi nhận tin chiếc CASA gặp nạn, cơ quan quân sự Việt Nam đã tiến hành cuộc họp khẩn cấp do Bộ trưởng Quốc phòng Ngô Xuân Lịch chủ trì, quyết định huy động các đơn vị liên quan trong toàn quân tham gia cứu hộ cứu nạn. Lực lượng tham gia hoạt động bất thường khẩn cấp này gồm hơn 2.700 người (quân nhân và ngư dân) sử dụng máy bay và hàng trăm tàu thuyền các loại. Tổng Tham mưu trưởng QĐND Việt Nam đích thân chỉ đạo công tác tìm kiếm cứu nạn.
Được biết, lãnh đạo cơ quan quân sự Việt Nam đã đề nghị phía Trung Quốc phối hợp tạo điều kiện cho lực lượng Việt Nam thực hiện hoạt động tìm kiếm cứu nạn và cung cấp thông tin liên quan nếu có.
Một trong những giả thiết sơ bộ về nguyên nhân tai nạn là điều kiện thời tiết xấu đột ngột.