然而，正当美国洋洋得意之际，1960年5月1日，在斯维尔德洛夫市上空，一架U—2飞机被前苏联空军击落，飞行员弗朗西斯·鲍尔斯被生俘，飞机上所有的侦察设备基本上完好无损地保存了下来，被作为了间谍活动的罪证。这件在当时轰动一时的大事使美国颜面扫地，也使前苏联和美国的关系更加紧张。然而，U—2飞机究竟是怎样被击落的呢？前苏联在当时尚未拥有2万米以上升限的歼击机，而地空导弹的射程也够不着。这在当时是一个不解之迷，如今依然是众说纷纭。
一般的说法是U—2飞机是被米格—19所击落，而当天的确有两架米格—19飞机奉命起飞拦截，然而米格—19飞机的升限在17500米到18500米之间，是怎样够着的呢？也有的说U—2飞机是被前苏联的防空导弹部队所击落，并且还误伤了自己的一架飞机。然而据西方情报部门分析，苏联当时的地空导弹射程根本不够。据U—2飞机的驾驶员弗朗西斯·鲍尔斯回忆当时飞机坠落得情况时说，伴随着一道橙黄色的闪光，他只听到一声震耳欲聋的爆炸声，然后机头便向下栽去，他似乎觉得飞机的机翼和尾部脱落了，而飞机究竟是怎样，却不得而知。然后他便被弹射了出去。
还有一种说法是，U—2飞机被击落是前苏联间谍机构克格勃的杰作。前苏联对于U—2的多次间谍飞行十分头痛，克里姆林宫下了一道死命令给克格勃。于是，一个名叫穆罕默德·嘉兹尼·汗的间谍偷偷进入了U—2飞机所在的巴基斯坦某美军空军基地。不久，他假冒一名因病不能上班的清洁工混进了机场。为了能接近飞机，他又将机场空军食堂的一名服务员给收买了，最后他打听到U—2飞机近期将作一次远程侦察的巡航。穆罕默德在接下来的几个晚上，用红外望远镜在停机坪附近窥探，终于找出了美军防范中的漏洞。这天，穆罕默德开始实施预定计划。时近凌晨2点，一群在外胡作非为的美军士兵前来换岗，他们像平常一样在飞机右舷兴致勃勃地谈笑风生，吹嘘他们刚才在外寻欢作乐的趣事。这时，已潜伏多时的穆罕默德抓住了这个机会，迅速地避开了士兵的视线，神不知鬼不觉地钻进了飞机驾驶舱。很快找到了仪表上高度仪的外罩，然后飞快拧下右上角的一颗螺丝钉，随即换上了一颗自己携带的不同一般的螺丝钉。原来，这是一颗磁性极强的螺丝钉，由苏联克格勃特别研制，当飞机上升到几千米高空后，这颗螺丝钉产生的强大磁力场将高度仪的指针吸引过去，而显示出已达到2万米高度的数字。美国人考虑到了对该机资料的保密措施，也想到苏联会用新型导弹对飞机进行拦截，却没有想到克格勃会用违背常规思维的不寻常方式下手，把用炮火轰击、飞机拦截都得不到的U—2型高空侦察机给击落了。