新加坡交通部5月29日发表文告说，由新加坡交通安全调查局人员、美国国家运输安全委员会和联邦航空管理局代表以及波音公司代表组成的调查小组，在初步分析了新航SQ321航班驾驶舱语音记录器和飞行数据记录仪的资料后，整理了当天事故发生的经过。该部门同时发布一份调查报告，这是新航客机事故发生后新加坡政府发布的首份中期报告。
调查报告显示，SQ321航班5月21日在飞越缅甸南部时很可能遇到了气流对流活动，导致机身出现轻微震动，而且在没有收到指令的情况下突然上升到37362英尺(约合11388米)，空速也不受控地增加。机师在飞机遇到对流的11秒内就按下了安全带警示灯，警示灯亮起后，重力急剧变化，导致飞机的高度在4.6秒内突然下降178英尺(约合54米)，机舱内未系好安全带的乘客被向上抛起，随后又摔落下来。该情况很可能是导致机组人员和乘客受伤的原因。
机师在得知有乘客受伤后，作出了在泰国曼谷机场降落的决定。在严重气流事故发生大约17分钟后，机师启动降落程序，并顺利在曼谷机场降落。
新加坡航空公司一架客机21日遭遇严重气流颠簸，改道在泰国曼谷降落。新加坡航空公司发表声明称，事故造成1人死亡，数十人受伤。