针对飞机坠毁，探索加加林死亡之谜的原因出现了20多种不同版本的猜测。有人认为飞机在空中发生了爆炸;有人认为是机舱密封出现了问题;也有人认为可能是别的物种进入到发动机内，甚至还有人认为是加加林和他的教官在飞行前喝过酒;还有人认为他们是被人害死的。对于这种荒谬的猜想前苏联航天飞行委员会马上对这一说法予以否认。
研究调查发现。15歼击机是在离地面250到300米的时候，飞机是垂直俯冲着坠毁的，他们之所以死亡，是因为在惯性下，他们无法及时的使飞机摆脱俯冲状态。对此一些专家怀疑，飞机失事很可能是15歼击机的螺旋器掉落而造成的。
俄罗斯媒体称，加加林的死亡应该归咎于飞机上他的教官糟糕的健康状况才导致的，报道有称，加加林的飞行教官心脏有问题，他很可能在在飞机上突然遭遇心脏病，一下子失去了知觉，导致加加林措手不及下没法正常控制飞机，15歼击机于是像炮弹一样向地面坠去。
加加林本可以利用飞机上的弹射装备来挽救自己的性命，但很明显他不肯这么做，他不愿意放弃飞机，于是一起遇难了。加加林曾在东方1号飞行中也曾遇到过险情，当他在太空返回地面进入大气层时，所乘坐的下降装置一时无法与飞机脱离，10分钟后才得以脱险。加加林死亡之谜至今还没有人能破解，这需要更多的人前来探讨。
