Igor Kuznyecov 2003-ban a hivatalos verzióval szemben a hibás repülési szabályokat okolta a balesetért. Véleménye szerint a kabin dehermetizálódott, és a nyomáscsökkenés a pilóták ájulásához vezetett. Alekszandr Sztyepanov, az elnöki levéltár egyik osztályvezetője 2011. április 8-ai, moszkvai sajtóértekezletén jelentette ki addig titkos dokumentumokra hivatkozva, hogy Gagarin halálát baleset okozta. Az iratok szerint egy meteorológiai ballon kikerülésére tett éles manőver a legvalószínűbb ok, ami miatt Gagarin repülőgépe lezuhant. Alekszandr Akimov 2011-ben annak a véleményének adott hangot, hogy a lezuhanáskor hallott két dörrenés nem hangrobbanás volt, mint eddig gondolták, hanem a repülőgépre kilőtt két légvédelmi rakéta. Állítását a tulajdonában levő több, a lezuhant repülőgépből származó darabbal szerette volna bizonyítani.
Egy 1986-os tanulmány szerint gépük egy másik sugárhajtású gép csóvájába került. Az időjárás sem volt kedvező, ez is hozzájárulhatott a balesethez. Alekszej Leonov űrhajós szerint a gép, amelynek pilótája figyelmen kívül hagyta az irányítótorony utasítását, túl közel repült Gagarinékéhoz, amely így légörvénybe került a sugárhajtású Szu-15 típusú repülő csóvájától, és a földbe csapódott. A baleset idején az irányítótoronyban lévő Leonov végül 2013-ban engedélyt kapott a történet nyilvánosságra hozatalára. Eszerint a katasztrófa idején zajlott a Szu-15-ös vadászgép tesztje, ám a gép meghibásodott, és az előírt tízezer méteres magasság helyett négyszázötven-ötszáz méterre süllyedt, veszélyesen közel kerülve Gagarin és Szerjogin MiG-15-öséhez, ami a keletkező örvény miatt 55 másodperccel később lezuhant. A katasztrófa valós okát vélhetően azért titkolták hosszú ideig, mert az új vadászgép sikertelen tesztje – amely ráadásul egy nemzeti hős halálát okozta – súlyos presztízsveszteség lett volna a légierőnek.
