Không phải tất cả các lần quay trở lại khí quyển của tàu vũ trụ đều thành công, dưới đây là một số lần tàu hồi quyển không thành công dẫn đến thảm họa.

• Voskhod 2 – Mô-đun dịch vụ không thể tách rời trong một thời gian, nhưng phi hành đoàn vẫn sống sót..
• Soyuz 1 – Hệ thống kiểm soát hướng bay đã bị hỏng trong khi vẫn còn trên quỹ đạo và sau đó dù bị rối trong quá trình hạ cánh khẩn cấp. Phi hành gia Vladimir Mikhailovich Komarov hi sinh.
• Soyuz 5 – Mô-đun dịch vụ không thể tách rời, nhưng phi hành đoàn vẫn sống sót..
• Soyuz 11 – Sau khi tách ba mô-đun, một van đã bị suy yếu do vụ nổ và tàu vũ trụ không thể hồi quyển. Cabin bị giảm áp làm cả ba thành viên phi hành đoàn hi sinh.
• Mars Polar Lander – Thất bại trong quá trình EDL. Thất bại này được cho là do lỗi phần mềm. Nguyên nhân chính xác chưa được xác định là do thiếu tính năng thu thập dữ liệu từ xa theo thời gian thực.
• Tàu con thoi Colombia
  • STS-1 – tổng hợp các lỗi như những tổn hại trong quá trình phóng tàu, lỗi trong lắp đặt các gạch cách nhiệt đã gây ra những thiệt hại đáng kể cho tàu con thoi. Nếu như phi hành đoàn biết được cụ thể những tổn hại trước khi cho tàu con thoi hồi quyển thì giải pháp sẽ là họ đưa tàu con thoi lên một độ cao an toàn và đợi cứu trợ. Tuy vậy quá trình hồi quyển diễn ra thành công và tàu con thoi đã hạ cánh bình thường.
  • STS-107 – Sự hỏng hóc trong tấm chắn nhiệt chất liệu RCC ở khu vực đầu cánh gây ra bởi các mảnh vỡ rơi ra trong quá trình phóng tàu con thoi dẫn đến việc tàu con thoi bị phát nổ trong quá trình quay trở lại bầu khí quyển Trái đất, giết chết tất cả bảy thành viên phi hành đoàn.

• Genesis – Không thể mở dù hãm do G-switch bị lắp ngược (lỗi tương tự đã xảy ra trên tàu thăm dò Galileo). Do đó tàu Genesis đã rơi xuống bề mặt sa mạc. Tải trọng mang theo đã bị phá hủy nhưng phần lớn các dữ liệu khoa học có thể được khôi phục.
• Soyuz TMA-11 – Module động cơ đẩy của tàu Soyuz không tách rời thành công, việc hồi quyển theo quỹ đạo đạn đạo đã khiến cho phi hành đoàn chị một gia tốc lên tới 8g (78 m/s2).[36] Phi hành đoàn sống sót.