3月20日，中國民用航空局公佈了第二份《關於「3·21」東航MU5735航空器飛行事故調查進展情況的通報》。
通報指出，事發航班飛行機組資質及配置符合要求；起飛前未發現飛機系統、機身結構、發動機等存在故障或異常情況，無故障保留；起飛機場當日相關作業保障人員資質符合要求，設施設備工作正常，作業和操作符合工作程序；相關空中交通管制人員資質符合要求，通信導航監視設備工作正常，事發前無線電通信和管制指揮未見異常，事發時飛機所在空域及航路飛行高度層無危險天氣報告；事發航班裝載符合要求，無申報為危險品的貨郵，無證據表明貨郵和行李中存在危險品。
2022年3月21日13時15分，MU5735航班自昆明長水國際機場起飛，計劃於15時05分在廣州白雲國際機場降落。該飛機由中國東方航空雲南公司旗下的一架編號為B-1791的波音737-800型客機執飛。14時20分，在飛越廣西梧州市上空時，空管人員與飛機失去聯繫。
根據飛行跟蹤網站 Flightradar 24 公佈的機上 ADS-B 數據，飛機在廣西梧州市上空從8900米高空陡降，最大下降速度超過每分鐘9800米。最終，飛機以超過1126公里的時速，近乎垂直地墜毀，打破中國民航安全飛行138個月沒有重大空難事故的歷史記錄。
民用航空局指，機上人員共有132人，其中機組成員9人。截至2022年3月25日，官方確認機上132人已全部遇難。（延伸閱讀：《東航墜機遇難名單成「隱私」，賠付、維權可能有哪些影響？》）
民用航空局事後迅速依國際民航《芝加哥公約》附件13的要求組成調查組展開事故調查。美國作為飛機製造國的代表參與了調查工作。3月29日，美國交通事故調查機構國家運輸安全委員會（NTSB）宣佈，中國已向飛機製造商波音公司、發動機製造商、美國聯邦航空管理局（FAA）和NTSB的代表發放簽證。
由於墜毀發生前，波音公司旗下的737 MAX 機型已經連續發生兩起在空中突然陡降的墜機事件，事故一度引發對波音公司的質疑。不過該飛機並未搭載在 737 MAX 機型上引發墜機的 MCAS 系統，隨後的事故調查通報也排除了機型原因。
2022年4月20日，中國民用航空局按要求發佈了《事故調查初步報告》。報告指，此次飛行涉及的航路沿途導航和監視設施、設備未見異常，無危險天氣預報；機上兩部記錄器由於撞擊嚴重受損，數據修復及分析工作仍在進行中。（延伸閱讀：《四問東航墜機：垂直墜落可能指向哪些問題？事故如何調查？》）
2022年5月17日，《華爾街日報》的一份報導指參與調查的美國官員表示，根據對飛機記錄儀數據的分析，這架飛機是故意墜毀的。報導指，迄今為止在東航調查中收集到的信息已導致參與調查的美國官員將注意力轉向一名飛行員的行為。這些人士表示，飛機上的其他人也有可能闖入駕駛艙並故意造成墜機。不過，中國政府隨後否認了報導，指美方參與「3·21」東航事故調查人員說「未向任何媒體發布有關調查信息」。
飛機所屬的中國東方航空雲南公司也成為大家討論的焦點。該公司前身為中國雲南航空公司，2002年與中國東方航空重組中國東方航空雲南分公司。僅兩年後，雲南公司就發生嚴重墜機 事故。2004年11月21日，由包頭飛往上海的MU5210起飛後一分鐘就墜毀並發生爆炸，導致共計53人死亡。
經調查，當時的民航總局指事故原因為飛航組員並未有執行除冰程序和起飛前檢查，機身及操控面積聚的冰雪令飛機升力大減，導致航機起飛後迅即墜毀。民航總局又認定事故為「責任事故」。2008年，又發生據傳是飛行員為了抗議薪資過低而集體返航的事件，外界報導指由於企業文化的差異和新公司的歸屬感不足，老雲航與新東航之間的摩擦一直沒有充分的解決，而輿論盛傳飛行員的薪資待遇過低的問題一直未能得到解決。
儘管外界猜測眾多，民用航空局一直未公佈事故調查結果。依照《芝加哥公約》附件13的規定，進行事故或事故徵候調查的國家必須儘快並在可能時於12個月之內將最終報告公開發布。如果不能在12個月之內公開發布報告，進行調查的國家必須在每個事發週年日公開發布一份臨時聲明。（延伸閱讀：《東航墜機後七日，家屬的漫長跋涉》）
2023年3月20日，民用航空局依照規定，在事故發生一年時發佈了第一份《關於「3·21」東航MU5735航空器飛行事故調查進展情況的通報》，指「事故非常複雜、極為罕見，調查還在持續深入進行中。」當時，中國官方媒體引述專家意見稱，「3·21」東航MU5735航空器飛行事故與以往存在很大差異。飛機高速墜地後幾乎完全解體，殘骸瑣碎且分布較散，「這都極大增加了現場搜尋勘查和殘骸取證工作的難度」。
根據參與或協助大部分國際空難調查的 NTSB 的官方博客的說法，不太複雜的案件調查將在6個月左右的時間內完成，而更復雜的案件將繼續需要更長的時間。而根據 NTSB 航空事故與事故徵候數據系統的統計，調查過程的平均時間為2-3年。
2023年中國官方媒體在解釋為何稱東航事故「非常複雜、極為罕見」時曾提到法航447空難直到3年後才公布最終調查報告。不過，法航447號班機2009年在飛越大西洋時墜毀，所搭載的飛行記錄儀（黑匣子）直至兩年後的2011年5月才在海底尋獲。而尋獲殘骸後，2012年7月5日，法國航空事故調查處（BEA）公佈了調查報告。（延伸閱讀：《MH370失蹤十年，國際合作不復往日，家屬未放棄，大馬將重啟搜索》）