Chuyến bay khởi hành tại nhà ga M tại sân bay quốc tế Kuala Lumpur lúc 00 giờ 43 phút, nhưng hai giờ sau đó nó biến mất khỏi radar ATC và ngừng liên lạc với Trung tâm kiểm soát không lưu Subang[3][14].Hãng hàng không xác nhận rằng họ đã tiến hành hoạt động tìm kiếm cứu nạn. Hãng thông tấn Tân Hoa Xã của nhà nước Trung Quốc cho biết liên lạc với chiếc máy bay đã bị mất trên không phận Việt Nam[15]. Ở Việt Nam, người ta cho rằng máy bay của Malaysia Airlines rơi ở vùng biển tiếp giáp giữa Việt Nam và Malaysia, cách đảo Thổ Chu, Phú Quốc (Kiên Giang) khoảng 153 hải lý (khoảng 300 km).Khoảng 16h30 giờ Việt Nam ngày 8/3, một chiếc máy bay khảo sát của Việt Nam báo về trung tâm chỉ huy phát hiện một vệt như dầu loang trên biển. Vệt này dài 20 km, nằm ở toạ độ 7°33′00″B 103°11′07″Đ / 7,55°B 103,1852°Đ / 7.55; 103.1852, trong vùng thông báo bay Hồ Chí Minh của Việt Nam, vết dầu dài 15–20 km và cách mũi Cà Mau 190 km và cách đảo Thổ Chu 150 km[16][17][18].Tuy nhiên, ngày 9/3, sau khi kiểm tra lại, Việt Nam khẳng định đây không phải là vết dầu loang.Sau khi không thấy trả lời từ MH370, Đài không lưu Subang đã yêu cầu một chiếc máy bay khác xuất phát trước 30 phút của Malaysia Airlines bay từ Kuala Lumpur đi sân bay Narita ở Tokyo, Nhật Bản đã liên lạc được với MH370 ngay sau 1h30 sáng 8/3 và hỏi họ có đi vào không phận Việt Nam hay không nhưng chỉ nghe tiếng lầm bầm phía bên kia với đường liên lạc bị nhiễu[19].