1976年4月27日當地時間12時整，一架隸屬於美國航空公司的波音727-100型客機從紐約的約翰·費茨傑拉德·甘迺迪國際機場起飛，該機正在執飛的是由普羅維登斯機場經停甘迺迪機場前往美屬維京群島聖托馬斯的哈里·S·杜魯門機場的AA625航班。從紐約起飛時，飛機上一共有3名飛行機組成員、4名乘務組空乘和81名乘客，所有乘客都是前往聖托馬斯參加當地豐收慶典活動（這個活動一般在當年糧食作物收穫和下一季甘蔗作物種植之間的這段時間舉行，是當地重要的旅遊項目）。
執飛AA625航班的波音727-100客機註冊編號N1963，於1967年11月22日出廠並首飛，至事發時機齡為8年5個月，飛行時數21926小時，正值壯年。
執飛這趟航班的當班機長是時年54歲的前美國海軍飛行員亞瑟·布依諾斯基，他在美國航空公司擁有11年的資歷，並在波音727型客機上有多達22000小時的機長飛行時數；副駕駛為時年36歲的愛德華·奧佛切斯，他總共有8000小時的飛行時數，其中2500小時是作為波音727客機的副駕駛獲得；飛航工程師為時年44歲的唐納德·邁斯特勒，他在波音727這個機型上擁有9500小時的飛行時數。
值得一提的是，這套機組擁有很豐富的起降聖托馬斯的哈里·杜魯門機場的經驗，布依諾斯基機長在這個機場起降超過150次，奧佛切斯副駕駛38次，邁斯特勒工程師125次。就在上個月，他們三個還搭檔在杜魯門機場起降了6次。可以說對這個建造於第二次世界大戰之前的小機場極為熟悉。
從紐約起飛近3個小時後，當地時間14時50分，正在33000英尺高度飛行的AA625航班和位於波多黎各島的聖胡安航管中心取得聯繫，得到的指令是降低飛行高度並準備向聖托馬斯方向進近。14時53分，飛機開始下降高度。
在下降高度的過程中，邁斯特勒工程師按照規定計算飛機的降落重量為125000磅（26750千克），並向機長建議：若襟翼設置為30°的時候，參考空速120節；若襟翼設置為40°，參考空速為117節。根據美國航空公司的規定，在哈里·杜魯門機場降落時一般採用襟翼40°的模式，但若跑道上逆風超過20節時，則採用襟翼30°的模式，這個決斷權歸機長判斷。
這裡要說一下聖托馬斯的哈里·S·杜魯門機場，該機場原本是美國海軍陸戰隊的軍用機場，美軍撤走後成為民用機場，原本就沒有考慮到大型噴氣客機的起降需求，它只有一條東西向、長度只有1420米的跑道，由西向東編號09，由東向西編號27。跑道東面盡頭有150米的延伸緩衝帶，西面直面大海。機場東北方向3公里處有一座高1700英尺的小山，它激起的過山風對客機常用進近的09號跑道有一些影響，尤其在1000英尺以下會形成湍流，在飛機的上方會形成下沉氣流，將會嚴重影響波音727這種體量的客機的正常起降。事實上，波音727-100型客機是這座機場允許起降機型的「天花板」，再重一點的客機就不行了。
5年前，美國航空公司向飛聖托馬斯的機組發布通告規定：只允許噴氣客機向09號跑道進近，所有起降都必須由機長親自完成，在白天如果雲高3000英尺以上並能見度較好就允許執行目視進近。
當飛機飛到位於聖托馬斯杜魯門機場以北約20海里、正在向10000英尺高度下降時，客艙壓力表突然以肉眼可見的速度飆升，機內的人員出現強烈的不適感，表現出來的症狀有耳痛、耳鳴和暫時性耳聾。為擺脫這種情況，邁斯特勒工程師操縱客艙壓力控制系統來調節艙內壓力，但由於增壓系統和發動機推力之間有衝突，邁斯特勒調節艙內壓力的努力失敗了。
因此在15時04分，機長決定減緩下降速度，副駕駛奧佛切斯奉命通知聖胡安塔台要求取消儀表進近計劃，聖胡安方面確認了機組的要求並通過聖托馬斯塔台通知機組，同意改為目視進近，計劃降落在09號跑道，在最終進近時再使用儀表著陸系統（ILS）著陸。同時還指令機組：在通過薩凡納（一座距離09號跑道西盡頭大約5海里的小島）時呼叫塔台，機組表示收到。此時，飛機的飛行高度為9330英尺。
15時05分，機長指令襟翼設置為15°，空速為160節。15時07分，當高度下降至1500英尺時，飛機上的ILS系統成功截獲了下滑道。這時，奧佛切斯副駕駛奉機長之命將襟翼伸展到25°並放下起落架。此時，塔台通報機組：本場即時風向120°，風力12節，機組表示收到，15時08分，飛機高度降至1000英尺以下，布依諾斯基機長要求奧佛切斯副駕駛將襟翼伸展到30°，並將空速從當前的140節降低至120節，飛機的空速每下降10節副駕駛就報一次空速值，機長根據副駕駛報出的數值逐漸往回收油門。
15時09分37秒的時候，飛機以115節的空速抵達09號跑道頭。這時，布依諾斯基機長發現飛機此時的空速比預定的速度快了10節，就又收了一把油門，並在確定可以成功著陸的時候完全收回了油門，隨後拉平飛機準備接地。然而就在飛機接地時，突然遭遇了一股規模不大、但強度很高的擾流，造成飛機的右翼劇烈下垂，整架飛機呈大幅度右傾姿態。
布依諾斯基機長不愧是經驗豐富的波音727機長，雖然口中大聲驚呼「上帝」，但手上動作並未慌亂，在左側副翼幾乎滿舵的狀態下成功將右翼拉起，使得飛機再度進入平飛狀態。但這一耽擱導致飛機擦著跑道前進了500多米，遲遲無法接地，當飛機終於接地的時候，距離09號跑道盡頭只剩下670米左右的距離。考慮到這個距離沒有把握讓飛機及時停下來，布依諾斯基機長下達了「復飛」的指令，隨即將油門推到了TOGA位。
在復飛過程中，駕駛艙內響起了起飛警報，說明飛機並未處在正常的復飛狀態，奧佛切斯副駕駛覺得奇怪，問了一句：「襟翼25°？」
「襟翼15°！」布依諾斯基機長回答。
但奧佛切斯副駕駛很清楚襟翼15°是無法完成復飛的，機長的指令可能下錯了，但他沒有質疑機長，而是自己將襟翼杆設置為25°的位置。
由於前方的剩餘跑道距離越來越短，可是機長沒有感覺到飛機有加速或者引擎加力的感覺，在眼前跑道只剩下不到400米的距離時，布依諾斯基機長決定放棄復飛，再度收回油門並打開最大剎車，直到飛機要衝出跑道的時候才想到打開反推裝置。
但已經太遲了。
15時10分，美國航空625航班N1963號波音727-100型客機以11°的仰角和131節的空速衝出了09號跑道盡頭，隨後衝過了150米的緩衝帶，撞毀了ILS進近燈柱，越過了一道低矮的堤壩，衝破了機場的隔離柵欄。在這過程中，飛機的右翼從機身處撕裂下來並起火。飛機衝破機場柵欄後沿著哈伍德高速公路繼續向前沖，一連撞毀了幾輛停放在路邊的車輛後又一頭撞進了一個加油站里爆炸起火。在此過程中飛機的機身從機翼前緣處和後緣處斷成了三截，一團巨大的蘑菇雲升騰而起。
在飛機機身斷成三截的過程中，部分乘客就已經當場遇難，一些乘客被連人帶著座椅從機身結構撕裂處被甩到了公路上得以倖存。飛機在衝過堤壩時，右側油箱破裂，大量燃油向後噴濺而出並被引燃，形成一條十分清晰的「火帶」。飛機最終停下來後，包括3名機組成員在內的部分倖存人員得以通過各種途逕自救成功撤離燃燒的飛機殘骸（乘客和空乘通過機身斷裂處和左側的緊急逃生門逃生，而三名機組成員則從駕駛艙左側的側窗逃出飛機殘骸），倖存者中除了3名乘客外包括全部機組成員在內的其餘全部倖存人員都不同程度受傷（擦傷、骨折和燒傷）。傷者被最後趕到的救護車送往聖托馬斯的庫德·漢森醫院救治，很幸運，所有傷者都脫離了生命危險，但有2名乘客因為重度燒傷被轉送到波多黎各首府聖胡安市的醫院繼續治療。
經統計，總共有35名乘客和2名空乘死於這起事故，他們中有部分死於撞擊當時，有部分死於火災。墜機發生時，就已經有三輛消防車趕往墜機地點，但由於大火和黑煙的阻礙，耽誤了十來分鐘才開始實施滅火救援，使得一部分原本可以倖存的乘客失去了獲救的機會。
此事之後，美國航空公司立即宣布終止一切噴氣客機航班在聖托馬斯的起降，轉而在起降條件更好的聖克羅伊島機場起降，因為那裡的跑道長達2316米，對噴氣客機更為「友好」。而哈里·杜魯門機場則只起降其子公司——美國島間航空公司的康維爾440型螺旋槳支線客機。
事故由美國國家運輸安全委員會的調查小組、美國聯邦航空局、美國航空公司和波音公司的代表組成事故調查委員會負責調查。美國飛行員協會、飛航工程師協會以及空中交通管制專業協會也委派觀察員參與本次調查。
本次事故的直接原因並不難查，幾乎就是明擺在檯面上的——機組在是否復飛的關鍵時刻沒有做出正確的選擇。他們在著陸3秒後試圖復飛並將油門設置在TOGA狀態，然而，由於波音727的引擎加速時間較慢，需要6.3秒才能有所反應，導致機長在等待5秒後依然感受不到引擎加速的聲音，變得驚慌失措，在距離跑道頭僅剩下200米的時候才開始使用最大剎車，直到飛機衝出跑道前才想到打開反推裝置。此外，在整個降落過程中，機組始終將最大襟翼設置在30°，而不是美國航空公司規定的40°，使得飛機在最後進近過程中空速比規定的高了10節（也犧牲了波音727的短距離降落性能，人為將降落後的滑行距離增加了75米），復飛時又沒有及時設置好襟翼，這些都是導致空難的原因。
調查組認為，如果機組在飛機第一次接地後就立即採取最大剎車、打開減速板以及啟動反推裝置，是可以讓飛機停在跑道範圍里的，即便最終衝出跑道也能停在緩衝帶里。但是，布依諾斯基機長在接受調查問訊時除了解釋了為什麼要採用30°襟翼（他憑經驗認為杜魯門機場上空的東南風很可能是陣風，所以採用30°襟翼讓飛機「更加可控並更易於管理，能對前方的陣風做出充分準備」）之外並沒有解釋為什麼沒有在接地後第一時間採用最大剎車、升起減速板和啟動引擎反推的原因。
在駕駛艙語音記錄器中還原的機組對話中，調查組注意到發生在墜機前4分鐘機組的一段對話：布依諾斯基機長抱怨自己耳朵完全聾掉了，什麼也聽不到；奧佛切斯表示同意，並稱自己的耳朵現在疼得要死。機長隨即表示希望乘客們別像他一樣，那樣他會有麻煩；邁斯特勒工程師安慰機長說乘客們不會有事的。在隨後的機組之間的對話中，機組之間的溝通很不順暢，指令的執行也並不及時，很顯然機組受到了艙內突然加壓所造成的極度不適感而困擾著。
航空心理學家認為：有足夠的理由可以認為這種極度不適感以及感知上的障礙嚴重影響了機組對進近路線和飛行姿態的正確判斷，至少飛機在到達09跑道頭時的空速比規定空速高10節這個失誤是明顯受到了感知障礙的影響。