Thời điểm ngày 12 tháng 3, đã có 39 máy bay và 42 tàu của 14 nước (Malaysia, Việt Nam, Trung Quốc, Singapore, Indonesia, Hoa Kỳ, Thái Lan, Australia, New Zealand, Philippines, Ấn Độ, Pháp, Đài Loan và Nhật Bản) tìm kiếm máy bay mất tích.

Malaysia Airlines xác nhận rằng các hoạt động tìm kiếm cứu nạn đã bắt đầu. Nhà chức trách Malaysia cũng đã phái một máy bay vận tải CASA / IPTN CN-235, bốn máy bay vận tải quân sự Lockheed C-130 Hercules, một chiếc máy bay Beechcraft King Air, hai chiếc Bombardier Aerospace, hai máy bay trực thăng Agusta, bốn máy bay trực thăng vận tải chiến thuật tầm xa Eurocopter EC725, sáu tàu Hải quân Hoàng gia Malaysia, và ba tàu của Cơ quan chấp pháp hàng hải Malaysia để tìm kiếm trên vùng biển nghi máy bay mất tích[39][40].

Việt Nam đã sử dụng 3 máy bay vận tải Antonov AN-26, 2 máy bay tuần thám CASA C-212, 1 thủy phi cơ, 3 trực thăng, 7 tàu tham gia tìm kiếm và một số tàu máy bay hậu cần sẵn sằng cho tình huống xấu. Tàu của Việt Nam gồm tàu của hải quân và cảnh sát biển.Ngày 9/3, thủy phi cơ của cảnh sát biển Việt Nam phát hiện mảnh vỡ được cho là cửa sổ máy bay[41], tuy nhiên không phải.

Pháp đã yêu cầu Ban tìm kiếm cứu nạn hỗ trợ công tác tìm kiếm cứu nạn.

Chính phủ Australia cung cấp hai máy bay tuần tra trên biển Lockheed P-3 Orion của Không quân Úc tham gia hoạt động tìm kiếm cứu nạn[42].

Philippines cử các tàu tuần tra biển và máy bay trinh sát hỗ trợ tìm kiếm ở Biển Đông[43].

Hải quân Indonesia đã liên lạc với Hải quân với Malaysia và Đại sứ quán Indonesia tại Kuala Lumpur công bố nước này sẽ gửi 5 tàu ​​để giúp nhà chức trách Malaysia tìm kiếm cứu nạn.

Một ngày sau sự cố, Singapore cũng cử 1 chiếc máy bay C-130 Hercules tham gia tìm kiếm. Sau đó, hai C-130 Hercules khác đã được phái đi, còn Hải quân Cộng hòa Singapore phái tàu frigate lớp Formidable với một máy bay trực thăng hải quân Sikorsky S-70B trên tàu, một tàu cứu hộ dưới biển, (Swift Rescue) với thợ lặn trên tàu; cũng như tàu corvette lớp Victory Vigour[44].

Hải quân Hoàng gia Thái Lan cũng đã chuẩn bị phái ba tàu và một máy bay tham gia sứ mệnh tìm kiếm và cứu hộ[45][46]. Hiện nay, hải quân Thái Lan đang chuyển trọng tâm tìm kiếm của mình ngoài vịnh Thái Lan sau khi phía Malaysia cho rằng có khả năng máy bay đã đổi hướng bay và có thể đã bị nạn trên biển Andaman ở Ấn Độ Dương.

Hoa Kỳ đã cử USS Pinckney, một tàu khu trục tên lửa lớp Arleigh Burke, chở 2 trực thăng MH-60R được trang bị cho việc tìm kiếm và cứu hộ, đang tiến hành các hoạt động huấn luyện ở Biển Đông để trợ giúp chiến dịch tìm kiếm máy bay Malaysia mất tích.USS Pinckney, thuộc Hạm đội 7 của hải quân Hoa Kỳ đóng tại Okinawa (Nhật Bản), đã lên đường tới vùng biển phía Nam Việt Nam và trong vòng 24 giờ sẽ có mặt tại vùng biển nơi máy bay Malaysia được cho là mất tích. Hải quân Hoa Kỳ thông báo một máy bay tuần tra P-3C Orion từ căn cứ không quân Kadena tại Okinawa cũng sẽ tham gia công tác tìm kiếm[47].

Chủ tịch nước Trung Quốc và thủ tướng Trung Quốc cũng chỉ đạo cho các cơ quan hữu quan nước này tham gia tìm kiếm cứu nạn[48][49][50][51][52].Trung Quốc triển khai 10 vệ tinh dò tìm và hai tàu cứu hộ Trung Quốc đã được đưa đến Biển Đông tham gia tìm kiếm.[53]Bộ trưởng Ngoại giao Trung Quốc Vương Nghị đã đề nghị Việt Nam tạo điều kiện cho các lực lượng cứu hộ nước này tham gia tìm kiếm cứu nạn vụ trong khu vực vùng đặc quyền kinh tế của Việt Nam tại vịnh Thái Lan.Hai tàu Trung Quốc được cấp phép vào thực hiện công tác tìm kiếm, cứu hộ, cứu nạn trong vùng biển Việt Nam bao gồm tàu Tỉnh Cương Sơn (999) và tàu Miên Dương (528).

Chính phủ New Zealand cung cấp một máy bay tuần tra trên biển Lockheed P-3 Orion tập trung tại căn cứ không quân  Butterworth ở Penang (Malaysia) cùng phối hợp với Không quân Úc tham gia hoạt động tìm kiếm cứu nạn.

Ấn Độ điều một số tàu chiến cùng trực thăng trinh sát tiềm kiếm những vùng biển gần Ấn Độ dương và eo biển Malacca. Ngoài ra còn khoảng 5 vệ tinh không gian củng được tăng cường.

Đài Loan

Quân đội Đài Loan có một máy bay C-130 cùng một khu trục hạm và hai tàu cảnh sát biển.

Nhật Bản

Nhật Bản ngày 11/03 đã điều động hai máy bay vận tải C-130 của Lực lượng Tự vệ Phòng không và hai máy bay tuần tra P-3C của Lực lượng Tự vệ Hàng hải. Ngoài ra, một đội tiền trạm của Nhật Bản gồm 8 thành viên, trong đó có các sĩ quan của SDF, sẽ có mặt tại sân bay quốc tế Kuala Lumpur vào ngày 12/03.