Die an dem Tag diensthabende Besatzung des Towers sagte aus, dass die P-38 von der Startbahn 3 abgehoben hatte, nördlich des Pentagon eine Linkskurve genommen hatte, über Arlington kreiste und dann wegen Triebwerkproblemen zurückgekehrt war und um Landeerlaubnis gebeten hatte. Die Fluglotsen wiesen den bolivianischen Piloten in die linke Platzrunde ein, dieser flog jedoch auf die Südseite des Flughafens und bog in einen langen direkten Landeanflug ein, zur selben Zeit wie Flug 537 seinen kürzeren Endanflug begann. Der Fluglotse funkte dann Flug 537 an und befahl nach links abzudrehen. Die DC-4 begann mit der Linkskurve, als die P-38, die deutlich schneller flog, die Verkehrsmaschine etwa 800 Meter südwestlich der Schwelle der Landebahn 3 einholte.

Die DC-4 wurde durch den linken Propeller der P-38 direkt vor der Kante des Flügels auseinandergerissen. Die hintere Sektion des Flugzeuges stürzte auf das westliche Ufer des Potomac River; andere Teile wurden später auf dem Betriebshof der Potomac Railroad und einem Highway in der Nähe gefunden. Der vordere Teil des Flugzeuges fiel in den Fluss, genauso wie die Lockheed.

Rios, der Pilot der P-38, widersprach vor den Ermittlern des Civil Aeronautics Boards (CAB) einem Großteil der Aussagen der Towerbesatzung. Er gab an, von Startbahn 36 abgehoben zu haben. Er sei unter dem Rufzeichen Bolivian 927 in stetigem Kontakt mit dem Tower gewesen und ihm sei die konkrete Freigabe der Landebahn 3 erteilt worden. Die Aussage der Fluglotsen auf dem Tower und eines militärischen Controllers, der dem Funkverkehr auf der Frequenz auf der Bolling Air Force Base folgte, sowie einige andere Widersprüche in Rios' Aussage führte dazu, dass der CAB die Version des P-38-Piloten verwarf. Da Rios die englische Sprache gut sprach und verstand, wurde nicht angenommen, dass Sprachschwierigkeiten bei dem Flugunfall eine Rolle spielten.

Der CAB stellte fest, dass die primären vermutlichen Ursachen des Unfalls die Entscheidung des Piloten, ohne korrekte Landeerlaubnis zu landen und seine ungenügende allgemeine Wachsamkeit bei Ausschauhalten nach dem übrigen Luftverkehr waren. Der CAB fand auch, dass die Lotsen auf dem Flughafentower es versäumt hatten, den Pilot von Flug 537 früher über die sich entwickelnde kritische Situation zu informieren. Der Bericht stellte jedoch fest, dass es aufgrund der Position der P-38 selbst in dem Falle, dass Flug 537 früher gewarnt worden wäre, zu spät gewesen sein könnte, um die Kollision zu vermeiden, da die Aktionen von Rios dem Pilot von Flug 537 nur einige Sekunden zum Abdrehen ließen.

Unter den Opfern von Flug 537 waren der Kongressabgeordnete George J. Bates, die Cartoonistin der Zeitschrift The New Yorker Helen Hokinson und der frühere Kongressabgeordnete Michael J. Kennedy.