Trong tuyên bố của mình, quân đội Israel bày tỏ "rất tiếc" về việc các quân nhân Nga thiệt mạng trong sự cố này, song đổ lỗi cho chính quyền của Tổng thống Syria Bashar al-Assad, tổ chức Hezbollah, và Iran phải chịu trách nhiệm về vụ việc.
Tuyên bố nêu rõ: "Trong cuộc không kích (của Israel) nhằm vào mục tiêu tại Latakia, máy bay Nga bị bắn rơi nói trên không nằm trong khu vực chiến dịch này". Tuyên bố cũng nhấn mạnh rằng "khi quân đội Syria phóng tên lửa trúng vào chiếc máy bay của Nga, các máy bay của Israel đều đã ở trong không phận của mình".
Trước đó, cùng ngày, Bộ Ngoại giao Nga đã triệu Đại sứ Israel tại Nga Gary Koren về vụ việc. Bộ trưởng Quốc phòng Nga Sergei Soigu đã điện đàm với người đồng cấp Israel Avigdor Lieberman, trong đó quy trách nhiệm cho phía Israel gây ra vụ máy bay Il-20 của Nga bị bắn rơi trên Địa Trung Hải.
Theo Bộ trưởng Soigu, Bộ chỉ huy các lực lượng Nga tại Syria chỉ được thông báo về cuộc không kích của Israel một phút trước khi quân đội Israel tiến hành, và điều này không đúng với tinh thần quan hệ đối tác Nga-Israel. Theo phía Nga, máy bay của Israel đã cố tình tạo ra một tình thế nguy hiểm bằng việc sử dụng máy bay Nga làm lá chắn trước những hệ thống phòng không Syria, do đó, máy bay Il-20 đã bị một tên lửa do hệ thống phòng không S-200 của Syria bắn nhầm. Bộ trưởng Soigu cảnh báo rằng Moskva sẽ có biện pháp đáp trả.
Cùng ngày, Nga đã tiến hành tìm kiếm và cứu nạn tại khu vực máy bay bị bắn rơi, ở cách bờ biển thị trấn Baniyas, tỉnh Latakia của Syria khoảng 27 km. Một số mảnh vỡ của máy bay và thi thể của phi hành đoàn đã được Hải quân Nga tìm thấy.
Vụ việc trên xảy ra chỉ vài giờ sau khi Tổng thống Nga Vladimir Putin và người đồng cấp Thổ Nhĩ Kỳ đạt thỏa thuận lập vùng phi quân sự quanh điểm nóng Idlib tại Syria nhằm tránh một cuộc tấn công quân sự lớn. Người phát ngôn Điện Kremlin Dmitry Peskov cho biết vụ bắn rơi máy bay sẽ không ảnh hưởng tới thỏa thuận vừa đạt được.
