其实，这期间王宝玉在“积极进步”的掩盖下，已经开始秘密准备驾机叛逃。他利用训练和演习的机会，仔细研究周边国家机场的数据、航线、气象等方面的资料，并将相关数据熟记在心。

8月25日，王宝玉终于找到机会，借飞行训练之机实施驾机叛逃。这时，他已下定决心投奔西方的“自由”世界。登机前，他把自己的手表送给了与他交接飞机的飞行员，尽管他们是航校的老同学，但这位飞行员还是感到有些奇怪，以为王宝玉是嫌戴手表碍事请他暂为保管而说的玩笑话，所以也没太在意。随后，王宝玉转身登机，旋即起飞，正常出航，到达预定空域后，突然转航脱离编队，超低空直向苏联远东符拉迪沃斯托克方向飞去。

引渡与审判

此时，由于中苏已恢复正常关系，所以王宝玉驾机叛逃事件发生后，两国马上启动了外交程序，以期通过外交途径使这一问题尽快得以妥善解决。

8月26日，中国外交部长钱其琛与苏联外交部长谢瓦尔德纳泽分别赶赴哈尔滨，就“8·25”事件进行紧急磋商。因为当时苏联迫切希望与中国改善关系，正好利用这次事件来向中国表明恢复友好关系的诚意。双方经谈判交涉，决定对这次事件低调处理。对于中方提出飞行员的引渡问题，苏方给予了积极的支持与配合，双方很快达成引渡协议。根据协议，中方安排一架图154专机直飞苏联克涅维契军用机场引渡王宝玉，同时将其驾驶叛逃的那架歼-6飞机空转回国。

然而，在具体细节上还是遇到了麻烦。苏方认为，王宝玉已经提出政治避难问题，因此在引渡之前的安全问题应由苏方负责，同时不能让王宝玉有丝毫察觉，而且中方不能在苏联领土对其实施逮捕。最后，双方商定，正式移交以中方图154专机舱门为界，舱门以外的各项事务由苏方负责，舱门以内的事务则与苏方无关。

为了保证顺利引渡移交，苏方对王宝玉讲，苏联军方有关部门正在研究如何处理他提出的到美国政治避难的要求。考虑到他的特殊身份，不便滞留在这个基地，为了保证安全，决定给他换一个地方等候消息。由于保密的原因，需要在转移途中给他蒙上眼睛，希望他能谅解。王宝玉欣然同意。

可是，计划空转的歼－6飞机由于王宝玉是强行着陆，因而造成轻微损伤，其中一个严重问题是双侧减速板不能正常收回，而苏方基地又是一个轰炸机场，既没有修复能力，又不具备飞行保障条件。但苏方还是利用机场的现有条件积极给予了保障。符拉迪沃斯托克的8月，虽然气候宜人，但在毫无遮蔽的机场跑道上，苏方人员还是忙乎得汗流浃背。于是，我方人员便从专机上搬出一箱可口可乐。世一位苏军上校接过拉力罐饮料竟不知是何物，颠过来倒过去不知如何是好。我方人员这才发现这位上校可能还没见过这种罐装饮料，便替他把饮料打开请他喝。或许是第一次尝到这样的饮料，苏军上校一边翘着大拇指一边喝，一口气竟连喝了3罐。

后来，我方人员干脆把专机上的备用饮料和一些方便面等食品，都搬下飞机送给了苏军的保障人员，这让他们欣喜若狂。于是，他们尽全力为我方提供保障，甚至连给飞机添加的油料都免收了费用。尽管如此，歼－6飞机的减速板仍未能修复。但我方无论如何也不能把自己的飞机留在苏联。于是，担负空转任务的一位副团长果断决断:驾驶打开减速板的歼－6 飞机空转回国。即使飞不到目的地。万不得已被迫舍弃，也要让它留在自己的国土上。因为，这不仅关系到中国空军的尊严，更关系到一个主权国家的尊严。最后，这位副团长驾驶着这架故障飞机，硬是凭着自己过硬的技术和顽强的意志，将飞机安全地空转回了祖国。王宝玉被引渡回国后，立即被开除党籍、军籍。后被空军军事法院以背叛祖国罪判处死刑，缓期两年执行，剥夺政治权利终身。不久，空军通过这起事件，举一反三教育部队，并制定和完善了各项措施，从而从根本上杜绝了这类问题的发生。因此，这次事件便成了建国以来最后一次驾机叛逃事件。