যে দুর্ঘটনায় গ্যাগারিনের মৃত্যু হয়েছিল তা সম্পর্কে পুরোপুরি নিশ্চিত হওয়া যায়নি এবং চলতি কয়েক দশক ধরে রহস্যময় এবং ষড়যন্ত্রমূলক একটি বিষয় হয়ে রয়েছে।

২০০৩ সালে রুশ নথিপত্রে প্রকাশ পায় যে দুর্ঘটনার একটি সরকারী এবং দুইটি সামরিক তদন্ত হওয়ার সাথে সাথে কেজিবি তারা নিজেরা পৃথকভাবে এই দুর্ঘটনার তদন্ত করে। কেজিবির প্রতিবেদন বেশ কিছু ষড়যন্ত্রের অভিযোগ খারিজ করে দেয়, যে এয়ার বেইজে কর্মকর্তার কার্যক্রম এই দুর্ঘটনার জন্য দায়ী নয়। প্রতিবেদনে বলা হয় একটি এয়ার ট্রাফিক কন্ট্রোলার গ্যাগারিনকে আবহাওয়া সম্পর্কিত পুরনো তথ্য প্রদান করে, এবং তার ফ্লাইটের সময় আবহাওয়ার অবস্থা আরও খারাপের দিকে ছিলো। গ্রাউন্ড ক্রু জ্বালানীর অতিরিক্ত ট্যাঙ্ক বিমানের সাথে সংযুক্ত অবস্থাতেই রেখেছিল। গ্যাগারিনের ঐ ফ্লাইটের জন্য পরিষ্কার আবহাওয়া এবং বাড়তি ট্যাংক পরিত্যাগের প্রয়োজন ছিল। তদন্তের উপসংহারে বলা হয় যে গ্যাগারিনের বিমানটি একটি একটি ঘূর্ণিতে পতিত হয়েছিল, যার হয়তো পাখির ধাক্কা অথবা হঠাৎ অন্য কোন বিমানকে এড়িয়ে যাওয়ার কারণে ঘটেছে। পুরনো আবহাওয়া প্রতিবেদনের কারণে ক্রূরা বিশ্বাস করেন যে তারা যে উচ্চতায় অবস্থান করছিলেন তার চেয়ে আরও উপরে অবস্থান করার কথা ছিল, উচ্চতা কম হবার কারণে মিগ-১৫ বিমানটি ঘূর্ণি থেকে বের হওয়ার যথেষ্ট সুযোগ পায়নি

অ্যালাক্সে লিওনোভ ২০০৪ সালে তার বই "টু সাইড অফ দ্যা মুন (চাঁদের উভয় প্রান্ত)" বলেন যে ঘটনার দিন তিনি একই অঞ্চলে একটি হেলিকপ্টার চালনা করছিলেন এবং তিনি "দূরে দুটো বিকট শব্দ" শুনতে পেয়েছিলেন। অন্য একটি তত্ত্ব মতে, তার উপসংহার ছিল এই রকম যে একটি শখুই জেট (যা তিনি সু-১৫ 'ফ্লাগণ' বলে চিহ্নিত করেন) অনুমোদিত উচ্চতার চেয়ে কম উচ্চতায় উড়ছিলো, এবং "খারাপ আবহাওয়ার কারণে কিছু না বুঝেই, এটি গ্যাগারিন এবং সেরেগিনের বিমানের ১০ থেকে ২০ মিটারের দুরত্বে শব্দের গতিবেগ ভেঙ্গে উড়ে যায়।" বাতাসের এই আলোড়ন মিগ বিমানটিকে একটি নিয়ন্ত্রণহীন ঘূর্ণিতে ফেলে দেয়। লিওনোভ বিশ্বাস করেন প্রথম শব্দটি তিনি বিমানের বাতাসের গতিবেগ ভাঙ্গার শব্দ শুনেছিলেন এবং দ্বিতীয় শব্দটি ছিল গ্যাগারিনের বিমান বিস্ফোরণের।

২০০৫ সালে মূল তদন্তের ভিত্তিতে গড়ে ওঠা অন্য একটি তত্ত্ব মতে, একটি কেবিন এয়ার ভ্যান্ট বা বাতাসের নির্গমন পথ অসাবধানতাবশত ক্রু অথবা আগের পাইলট খুলে রেখে গিয়েছিলো, যার কারণে অক্সিজেন ঘাটতি দেখা দেয় এবং যা ক্রুকে বিমান নিয়ন্ত্রণে অসমর্থ করে তোলে। "এয়ার এন্ড স্পেস" ম্যাগাজিনে একই রকমে একটি তত্ত্ব প্রকাশিত হয়, ক্রু খোলা নির্গমন পথ চিহ্নিত করেছিল এবং যা বিমানটিকে দ্রুত নিচের দিকে ফেলে দিয়েছিল। বিমান দ্রুত নিচের দিকে নামার ফলে বিমান চালকগণ চেতনাহীন হয়ে পরেন এবং দুর্ঘটনায় পতিত হন।

২০০৭ সালের ১২ই এপ্রিল, গ্যাগারিনের মৃত্যুতে নতুন করে তদন্তে ক্রেমলিন আপত্তি প্রকাশ করে। সরকারী কর্মকর্তাগণ বলেন যে তারা নতুন করে তদন্ত শুরু করার কোন কারণেই দেখছেন না।

এপ্রিল ২০১১ এ, ১৯৬৮ সালে কমিউনিস্ট পার্টির কেন্দ্রীয় কমিটি কর্তৃক গঠির এক তদন্ত কমিশনের এক গোপন নথি ফাঁস হয়ে পরে। নথিটি কমিশনের তদন্তের মূল উপসংহার প্রকাশ হয়, গ্যাগারিন এবং সেরিওগিন হয়তো কোন আবহাওয়া বেলুন এড়িয়ে যাওয়ার মত কিছুর জন্য নৈপুণ্যের সাথে বিমান চালনা করছিলেন, যা বিমানটিকে "পরিচালনার জন্য জটিল করে তুলেছিল এবং বায়ুমন্ডলের কোন জটিল অবস্থায় ফেলে দিয়েছিল"। প্রতিবেদনে বলা হয় "মেঘ আচ্ছাদনের প্রথম ধাপের উর্ধ্সীমায় ঢোকা" এড়িয়ে যেতে জেট বিমানটি নৈপুণ্য সহকার পরিচালনা করা হয়েছিল।

বিমান দুর্ঘটনার কারণ
ভস্টক ১ এর পরের জীবন
দেহাবসান
কিংবদন্তী ও শ্রদ্ধাঞ্জলি