Trước đó, vào 14 giờ ngày 11/12, lực lượng Bộ đội Biên phòng tỉnh Quảng Trị nhận được tin báo tàu cá QT 21126TS do thuyền trưởng Trần Trung Tấn (39 tuổi), trú xã Trung Giang, huyện Gio Linh, tỉnh Quảng Trị, điều khiển, gặp nạn tại khu vực cách bờ biển cảng Cửa Việt khoảng 10 hải lý. Lúc này, trên tàu có 4 thuyền viên và 9 nhà khoa học của trường Đại học Khoa học tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội, đang lấy mẫu nước tại khu vực quanh đảo Cồn Cỏ phục vụ mục đích nghiên cứu khoa học.
Ngay sau khi nhận được tin báo, Bộ Chỉ huy Bộ đội Biên phòng tỉnh Quảng Trị đã điều tàu CN 09 cùng 13 cán bộ, chiến sĩ do trung tá Trần Tuấn Anh, Phó Tham mưu trưởng Bộ chỉ huy Bộ đội Biên phòng tỉnh Quảng Trị trực tiếp chỉ huy, ra biển ứng cứu. Lúc này, thời tiết mưa to, gió lớn, biển động mạnh, trong khi đó tàu cá bị gãy trục co nhớt, chết máy, có nguy cơ chìm nên công tác ứng cứu gặp rất nhiều khó khăn.
Sau 3 giờ triển khai công tác tìm kiếm trên biển, đến 17 giờ 30 phút ngày 11/12, tàu CN 09 đã đến được vị trí tàu cá bị nạn nhưng do sương mù, trời tối và gió lớn nên đội cứu nạn vẫn chưa thể tiếp cận và buộc phải neo tàu song song với tàu bị nạn để xử lý các tình huống nguy hiểm có thể xảy ra.
Đến 5 giờ 30 phút ngày 12/12, khi thời tiết đã ổn định, lực lượng chức năng đã tiếp cận và đưa 9 nhà khoa học từ tàu cá sang tàu CN 09, đồng thời tiến hành lai dắt tàu cá vào bờ. Tuy nhiên, khi lai dắt tàu cá vào đến phao số 0, do thân tàu đã cũ nên bị sóng đánh vỡ phần mũi khiến tàu bị đắm. Lúc này, lực lượng Bộ đội Biên phòng đã đưa tiếp 4 thuyền viên còn lại trên tàu cá lên tàu CN 09 để đưa vào bờ. Khoảng 10 giờ ngày 12/12, tàu CN 09 đã đưa toàn bộ 13 người trên tàu cá QT 21126TS cập cảng Cửa Việt, thuộc huyện Gio Linh.