O caso começou a ser investigado no próprio dia do acidente, tendo prescrito, de forma inconclusiva, em Setembro de 2006. Em novembro do mesmo ano, um antigo segurança declarou em entrevista ter colocado um engenho explosivo da sua autoria a bordo da aeronave, embora a intenção fosse somente a de assustar os ocupantes. O engenho teria sido posteriormente alterado por forma a fazer explodir o avião. Uma vez que o caso havia prescrito, apesar destas declarações, o segurança não pôde ser julgado. Contudo, não há sequer provas forenses conclusivas quanto à real existência do dito engenho explosivo nem da sua eventual detonação.
O incidente foi alvo de várias investigações.
A investigação inicial da autoridade aeronáutica concluiu que o acidente foi causado pela falta de combustível num dos tanques. O relatório final da polícia de 1981 excluiu ações criminosas.
Em 1983, o Procurador-Geral suspendeu a investigação.
Fruto de desconfianças, seguiram-se investigações parlamentares, de 1990 e 1991, que não conduziram a uma reabertura do caso, mas após o quinto inquérito parlamentar, em 1995, o caso foi reaberto. Para a reabertura da investigação judicial em 1995, os corpos das vítimas foram exumados, e um relatório forense concluiu que provavelmente não teria havido uma explosão na aeronave, embora essa possibilidade não tenha sido descartada. Depois de entrevistar José Esteves, que mais tarde disse ter fabricado um dispositivo para o ataque, o processo-crime foi suspenso. Um processo particular lançado por familiares das vítimas foi declarado barrado no tempo em 1996, com exceção de um alegado conspirador, L.R., que foi detido no Brasil por outros motivos, levando à suspensão do prazo de 15 anos no seu caso. Em 1998, um juiz do tribunal distrital do Ministério Público acerca do caso de L.R. reafirmou que o incidente tinha sido um acidente, uma decisão confirmada pelo Tribunal de Recurso em 2000 com um acórdão de 800 páginas. Uma tentativa de reabrir o processo contra L.R. em 2001 com base em novas provas foi julgada barrada no tempo. Os desafios jurídicos foram rejeitados pelo Supremo Tribunal em 2006, tendo sido interposto um recurso para o Tribunal Europeu dos Direitos do Homem em 2007, alegando violação do artigo 6.º da Convenção Europeia dos Direitos do Homem e que o caso tinha sido barrado no prazo devido à negligência das autoridades portuguesas. O Tribunal concluiu em 2011 que a substância do seu direito de acesso a um tribunal não tinha sido prejudicada por negligência ou incumprimento por parte das autoridades competentes".
Em 2001, um advogado de familiares das vítimas, Ricardo Sá Fernandes, publicou um livro argumentando que o alvo do assassinato foi o então recém-nomeado ministro da Defesa, Adelino Amaro da Costa, civil, devido ao seu conhecimento de acordos de armamento com o Irão obtidos a partir da sua nova posição. Em 2001 foi também lançado "Camarate: acidente ou atentado?", um filme sobre o tema de Luís Filipe Rocha.
Em 2004, o VIIIº inquérito parlamentar sobre o caso, liderado pelo deputado democrata-cristão Nuno Melo concluiu no seu relatório final unânime que o incidente tinha sido causado por um engenho explosivo na aeronave. Melo disse no Xº inquérito em 2013 para se investigar o papel da venda de armas ao Irão e ao "Fundo de defesa do Ultramar" do Exército, dizendo que Adelino Amaro da Costa tinha perguntado ao Exército português sobre a venda de armas ao Irão em 2 de dezembro de 1980, e que no dia 5 de dezembro, um dia após a sua morte, o Exército tinha emitido uma ordem declarando ilegal a venda de armas sob a sua jurisdição, não do Ministro da Defesa.
Em 2006, o ex-agente de segurança José Esteves confessou ter colocado um engenho explosivo destinado a um ataque ao avião. Disse que a intenção era que o dispositivo provocasse um incêndio antes da descolagem, permitindo que os ocupantes evacuassem em segurança, mas dando um "aviso" ao candidato presidencial António Soares Carneiro. Esteves disse que o seu dispositivo tinha sido uma bomba de fogo usando cloreto de potássio, açúcar e ácido sulfúrico. Em 2013, Esteves disse à Xª Comissão parlamentar que no planeamento da operação lhe tinha sido dito que o governo recém-eleito da Aliança Democrática estava a causar problemas com a venda de armas. Disse ainda que foi pago 200 mil dólares pelo "agente" da CIA Frank Stugis para criar o dispositivo, e que o seu dispositivo de bomba de fogo por si só não teria causado o acidente, sustentando que explosivos adicionais deveriam estar envolvidos.
Em 2010, Diogo Freitas do Amaral, que logo se tornou primeiro-ministro interino após o acidente, publicou um livro sobre o assunto.
Em 2012, José Ribeiro e Castro defendeu um décimo inquérito parlamentar em parte devido à confissão de um dos alegados principais conspiradores, Fernando Farinha Simões, que em 2011 publicou uma confissão de 18 páginas na Internet descrevendo o seu alegado envolvimento na operação. Farinha Simões disse ter sido incumbido pela Agência Central de Inteligência dos EUA como encarregado da operação, com um custo de 750 mil dólares, pago com cartões de crédito dessa instituíção, e que dos quais 200 mil dólares tinham sido entregues a José Esteves pelos seus serviços de fabrico de bombas.
