Máy bay khởi hành vào lúc 10:14 giờ UTC tại phi trường Schiphol và bay ngang qua Đức và Ba Lan, trước khi vào không phận Ukraina. Nó bay theo hướng Đông-Đông Nam trước khi biến mất trên màn ảnh ra đa vào lúc 13:21 giờ UTC. Theo như trang mạng Flightradar24.com tín hiệu ra đa cuối cùng nằm ở vùng Donetsk cách biên giới Nga khoảng 60 km.[33]

Đường bay này thường được nhiều hãng hàng không sử dụng. Ngay sau khi máy bay của MH bị bắn rơi, máy bay của bốn hãng hàng không khác bay trên cùng tuyến đường và không đổi hướng, gồm Singapore Airlines, Emirates, Kazakhstan Airlines và Etihad Airways.[34]

Sau khi thông tin về tai nạn được loan ra, nhiều hãng hàng không thường sử dụng tuyến đường bay này đã tuyên bố thay đổi bằng tuyến đường bay khác. Trong số đó có Vietnam Airlines, từ sáng sớm 18 tháng 7 đã chuyển hướng, tạm thời bay vòng lên phía bắc qua ngả Belarus.[35]