Świadkowie zdarzenia opisywali, że widzieli samolot w locie nurkowym.

O godzinie 12:36 CST utracono kontakt radarowy. Tuż przed 12:45 CST lot 3591 uderzył z dużą prędkością w wody zatoki Trinity, około 60 km od miejsca docelowego. Zginęli wszyscy znajdujący się na pokładzie.

W okolice miejsca katastrofy natychmiast wysłano śmigłowiec amerykańskiej Straży Wybrzeża oraz kilka łodzi. Największy znaleziony fragment samolotu miał niecałe 15 metrów długości. mały|prawo|Wrak samolotu

Śledztwo alt=|prawo|mały|Śledczy NTSB oglądają szczątki samolotu na skraju zatoki Trinity alt=|prawo|mały|Znaleziony na miejscu zdarzenia rejestrator parametrów lotu Na miejsce wypadku wysłano śledczych z FAA, FBI oraz NTSB. Dzięki pomocy nurków, z wody udało się wydobyć rejestrator parametrów lotu oraz rejestrator rozmów w kokpicie.

W ustaleniu przyczyn katastrofy pomaga również Boeing, General Electric, Atlas Air, Stowarzyszenie Kontrolerów Ruchu Lotniczego oraz związki zawodowe.