Het onderzoek van de crashsite en het bergen van lichamen en persoonlijke bezittingen verliep moeizaam. De brokstukken lagen verspreid over een grote oppervlakte, in een conflictgebied waar pro-Russische separatisten en het Oekraïense leger gewapende strijd leverden.
De oorzaak van de crash werd onderzocht door de Onderzoekraad voor Veiligheid, die concludeerde dat het vliegtuig op 10 kilometer hoogte neergehaald is door een raket van het type Boek. De VN-Veiligheidsraad was unaniem in zijn oordeel dat het vliegtuig was neergehaald, echter zonder een oorzaak of schuldige partij aan te wijzen.
In 2017 kozen de landen die gezamenlijk strafrechtelijk onderzoek deden in een Joint InvestigationTeam – Nederland, Australië, België, Maleisië en Oekraïne – voor vervolging en berechting in Nederland bij een reguliere rechtbank, naar Nederlands recht.
De tabel hieronder geeft de nationaliteit van passagiers en bemanning weer zoals vrijgegeven door Malaysia Airlines op 19 juli 2014.
| Nationaliteit | Passagiers | Bemanning |
|---|---|---|
 Nederland[a] |
193 | |
 Maleisië |
28 | 15 |
 Australië |
27 | |
 Indonesië |
12 | |
 Verenigd Koninkrijk[b] |
10 | |
.svg){kind=small} België |
4 | |
 Duitsland |
4 | |
 Filipijnen |
3 | |
 Canada |
1 | |
 Nieuw-Zeeland |
1 | |
| Totaal | 283 | 15 |
Op 17 juli 2014 om 12.14 uur vertrok d e Boeing 777 vanaf luchthaven Schiphol voor een lijnvlucht naar Kuala Lumpur International Airport. Even na 14.00 uur steeg het vliegtuig bij het binnengaan van het Oekraïense luchtruim van 31 000 voet (9450 meter) naar 33 000 voet (10 060 meter). Het luchtruim boven Oekraïne was gesloten tot 32 000 voet (9750 meter), maar was daarboven opengesteld.
Het vliegtuig verdween omstreeks 15.18 uur ten oosten van de Oekraïense stad Donetsk van de radar, op 50 kilometer van de Russische grens. De brokstukken van het toestel bleken verspreid te liggen over een oppervlakte van 35 vierkante kilometer. De staart lag op 10 kilometer afstand van andere brokstukken, een aanwijzing dat het vliegtuig op grote hoogte uit elkaar is gespat.
Door het ontbreken van beveiliging van de crashsite werd er geplunderd en kon bewijsmateriaal worden gemanipuleerd. Banken blokkeerden uit voorzorg bankpassen en creditcards van de slachtoffers. Waar dit niet of te laat was gebeurd, waren er bedragen afgeschreven. Ook andere waardevolle voorwerpen, zoals mobiele telefoons en sieraden, werden gestolen.
