اسرائیل دولت سوریه و سپس ایران و حزب‌الله لبنان را مسئول سرنگونی هواپیمای نظامی روسی دانست. به ادعای اسرائیل، قرار بوده از پایگاهی که این کشور در سوریه مورد حمله قرار داده، سیستم‌های ساخت سلاح برای حزب‌الله ارسال شود.ارتش اسرائیل روز سه‌شنبه ۲۷ شهریور (۱۸ سپتامبر) با رد ادعای روسیه مبنی بر "مقصر" بودن این کشور در سرنگونی هواپیمای نظامی روسی بر فراز دریای مدیترانه، مسئولیت حادثه را متوجه دولت سوریه کرد. در بیانیه ارتش اسرائیل در همین رابطه آمده است: «علاوه بر این، اسرائیل ایران و سازمان تروریستی حزب‌الله را مسئول این حادثه ناگوار می‌داند». اسرائیل هم‌زمان تأثر خود را از مرگ سرنشینان هواپیمای نظامی روسی اعلام کرد. ارتش روسیه که ابتدا از ناپدید شدن یکی از هواپیماهای نظامی خود در ۳۵ کیلومتری ساحل لاذقیه خبر داده بود، سپس اعلام کرد که این هواپیما در جریان حمله هوایی اسرائیل به اهدافی در نزدیکی این شهر سوریه، اشتباها توسط دفاع ضدهوایی سوریه هدف قرار گرفته و سرنگون شده است. این اشتباه در حالی رخ داده که روسیه خود این سامانه دفاع ضدهوایی را در اختیار ارتش سوریه قرار داده است. هواپیمای سرنگون‌شده ۱۵ سرنشین داشته که همگی جان خود را از دست داده‌اند. روسیه اسرائیل را به خاطر حمله هوایی به لاذقیه که سرنگونی این هواپیمای نظامی و کشته‌شدن سرنشینان‌اش را در پی داشته است "مقصر" عنوان کرده و "حق پاسخ‌دهی" به آن را برای خود محفوظ دانسته است. به گفته سخنگوی وزارت دفاع روسیه، جنگنده "اف‌−۱۶" اسرائیلی در جریان حمله به اهدافی در سوریه، خود را پشت هواپیمای روسی پنهان کرده و بدین شکل مسبب هدف قرار گرفتن هواپیمای نظامی روسی و سرنگونی آن شده است. طبق اعلام نیروی هوایی اسرائیل، هدف جنگنده‌های این کشور یکی از پایگاه‌های ارتش سوریه بوده است. به ادعای ارتش اسرائیل، قرار بوده مدت کوتاهی پس از عملیات نیروی هوایی این کشور، از این پایگاه سیستم‌هایی برای ساخت "سلاح‌های مرگبار و دقیق" به مقصد شبه‌نظامیان حزب‌الله در لبنان فرستاده شود. در بیانیه ارتش اسرائیل آمده است: «اسرائیل قرار بوده با این سلاح‌ها مورد حمله قرار گیرد و به همین خاطر هم تهدیدی غیرقابل اغماض برای ما محسوب می‌شده است.» به گفته ارتش اسرائیل، این کشور و روسیه سیستم مشترکی برای پیشگیری از رویارویی ناخواسته با یکدیگر داشته‌اند که در سال‌های گذشته نیز کارایی داشته است. بیاینه ارتش اسرائيل مدعی شده که این سیستم در شب حادثه هم مورد استفاده قرار گرفته است. بیانیه ادامه می‌دهد که طبق تحقیقات اولیه، به هنگام سقوط هواپیمای نظامی روسی جنگنده‌های اسرائیلی در حریم هوایی کشور خود بوده‌اند. ارتش اسرائیل همچنین ادعا کرده است که از سوی دیگر، به هنگام عملیات هوایی اسرائیل در خاک سوریه، هواپیمای روسی در آن منطقه حضور نداشته است. به کانال دویچه وله فارسی در تلگرام بپیوندید روسیه پیش‌تر اعلام کرده بود که سرگئی شویگو، وزیر دفاع این کشور، در تماسی تلفنی با همتای اسرائیلی خود آویگدور لیبرمن، اسرائیل را به خاطر کشته شدن ۱۵ سرنشین هواپیمای روسی "به‌حق، سزاوار نکوهش" دانسته است. شویگو گفته بود، به رغم وجود خط ویژه تماس تلفنی میان اسرائیل و روسیه برای هماهنگی در عملیات نظامی در سوریه، مسکو از عملیات جنگنده‌های اسرائیلی در شامگاه دوشنبه اطلاعی نداشته است.