Ngay sau khi sự cố xảy ra, Bộ Quốc phòng đã gửi Điện số 132/TK chỉ đạo: BTL Quân khu 3, Quân chủng Hải quân, các BTL: Biên phòng, Cảnh sát biển tập trung tìm mọi biện pháp triển khai các tàu có tốc độ cao đến khu vực xác định máy bay mất liên lạc; đồng thời thông báo cho các tàu, thuyền, ngư dân đang hoạt động trên khu vực vịnh Bắc Bộ, tham gia tìm kiếm cứu nạn.
Trong khi đó, theo Ủy ban Quốc gia tìm kiếm cứu nạn cho biết, Ủy ban đã chỉ đạo các cơ quan, đơn vị, địa phương liên quan tăng cường lực lượng, phương tiện tiếp tục mở rộng vùng tìm kiếm về phía Đông Bắc vịnh Bắc Bộ.
Phó thủ tướng Trịnh Đình Dũng cho VnExpress biết, Ủy ban quốc gia tìm kiếm cứu nạn đã vào cuộc liên quan đến máy bay CASA mất tích. Lãnh đạo Cục Hàng hải đã phát tín hiệu thông báo máy bay mất tích cho các tàu thuyền trên biển qua Đài thông tin duyên hải Việt Nam. Cục này cũng cử 2 tàu SAR đi tìm kiếm theo chỉ đạo của Ủy ban quốc gia tìm kiếm cứu nạn.
Theo thông tin, lực lượng phương tiện tham gia tìm kiếm 2 máy bay trên gồm: 2.695 người.
Bên cạnh đó có 257 phương tiện các loại gồm 14 máy bay 183 cũng được huy động tham gia tìm kiếm. trong ngày 16/6, tàu 886 của Quân chủng Hải quân đã tổ chức rà quét Sonar tại hiện trường tìm xác máy bay SU30-MK2, nhưng chưa có kết quả.
Đến 14h00 do thời tiết xấu, sóng cấp 4-5, tàu dừng quét quay về đảo Mắt tránh trú an toàn.
Trước đó, vào 12h30 ngày 16/6, lực lượng tìm kiếm xác định có vật thể màu vàng nghi là áo phao hoặc dù của phi công máy bay SU30-MK2 ở Nam Đông Nam đảo Bạch Long Vĩ (Hải Phòng).
CASA 212 của Lữ đoàn không quân vận tải 918 (Quân chủng phòng không - không quân VN) là dòng máy bay trinh sát tuần thám biển hiện đại do Tây Ban Nha sản xuất. Máy bay CASA 212 là thế hệ mới nhất của dòng máy bay C212 do Hãng Airbus chế tạo, có khả năng bay tuần tra dài 7 giờ. Đặc điểm nổi bật của CASA 212 là khả năng bay tốc độ thấp, thao diễn ở tầm bay thấp, rất phù hợp cho hoạt động tuần thám ven biển. CASA 212 cũng có thể được điều chỉnh để hoạt động tầm cao trong điều kiện nền nhiệt độ lớn và có khả năng thả hàng tiếp tế bằng dù qua hệ thống thả hàng trên cao hay thả hàng bằng dù tầm thấp. CASA 212 thực thi các chuyến bay thám sát được trang bị hệ thống chuyển dữ liệu qua vệ tinh, máy ảnh đặc dụng tự động ghi vị trí, thời gian. Thiết bị ghi hình ứng dụng hồng ngoại của máy bay có thể hoạt động ngày và đêm, trong mọi điều kiện thời tiết. CASA 212 có thể cất hạ cánh ở sân bay dã chiến, bãi đất, đường nhựa...
Sáng 14/6, máy bay Su-30MK2 số hiệu 8585 cất cánh từ sân bay Sao Vàng (huyện Thọ Xuân, Thanh Hóa) thực hiện nhiệm vụ huấn luyện. Ít phút sau, lúc 7h29, tín hiệu từ chiếc tiêm kích biến mất trên vùng biển Nghệ An, gần khu vực đảo Mắt.
Hai phi công trên chiếc Su-30MK2 mất tích đều dày dạn kinh nghiệm, gồm thượng tá Trần Quang Khải (43 tuổi, Phó trung đoàn trưởng, Tham mưu trưởng Trung đoàn 923) và thiếu tá Nguyễn Hữu Cường (39 tuổi) Phó phi đội trưởng phi đội 1, Trung đoàn 923.
Su-30MK2 là phiên bản hiện đại của dòng máy bay chiến đấu đa năng Su-30 do Nga sản xuất. Việt Nam đã thực hiện 3 hợp đồng mua 32 chiến đấu cơ loại này.
Ngày 15/6, phi công, Thiếu tá Nguyễn Hữu Cường đã được tàu ngư dân ở Hà Tĩnh cứu và được tàu của lực lượng chức năng tiếp cận, đưa phi công Cường vào bờ. Hiện vẫn chưa có thông tin gì về phi công, Thượng tá Trần Quang Khải.
