1982年6月18日（農歷閏四月二十七日）夜晚，一個不明飛行物飛臨我國華北北部上空。正在進行夜航訓練的7名飛行員和參加飛行的全體干部、戰士200多人，分別在空中和地面目擊了不明飛行物，其中一名飛行員在空中單機與之相遇。據目擊者觀察，這個不明飛行物，于北京時間22點零6分左右，以光束和桔黃色的球狀體出現在地平線上，幾經發展變化后，于22點30分以巨大的乳白色半圓體消失在河北省張北縣以北上空。

這天晚上，空軍航空兵某部組織跨晝夜飛行訓練。當時，西北風2至3米／秒，3、4千米上空有少量淡積云，能見度良好。開飛后不久，西北風轉東南風5至6米／秒，飛行科目按計劃進行。

最早發現這個不明飛行物并與其相遇的，是飛行員劉某。21點55分，他駕駛某型高速殲擊機航行，由于這個不明飛行物向他的航跡飛行，導致無線電聯絡中斷和無線電羅盤失靈，迫使中途返場。據他本人陳述，他起飛后，氣象條件良好，飛行正常。22點04分50秒，從公會轉彎后向土木爾臺飛行3分鐘時，耳朵里出現噪音，如同積雨云放雷電，塔臺指揮員的聲音變小變弱，無線電羅盤失靈。22點6分50秒，距離訥都10公里左右，在無線電羅盤指示的方位上，發現地平線上一個明亮的物體似出非出，很快形成一道桔黃色的光束，逐漸上升變亮。約30秒種，光束消失，遂出現一個桔黃色的球狀體，如同農歷十五的月亮。10秒鐘后，這個球體向他高速旋轉而來。在旋轉飛行過程中，產生出一圈一圈的光環，呈現波紋狀，能夠明顯地分辨出桔黃、淺綠和乳白3種光色。光環的中心還呈現出火焰，像點燃的火藥。約10秒鐘后，光環中心的桔黃體發生了像手榴彈爆炸一樣的變化，繼而出現了一個半圓狀體。這個半圓狀體急劇膨脹，迅速擴展，瞬間鋪天接地懸浮在空中。整個物體呈乳白色，中間深，周圍淺，邊沿清晰明亮，底部模糊。右下方有一條不規則的豎長形物，約2米長，顏色近似于綠，十分明顯，他在7000米的高度上略微仰視才能看到頂端。為了避開這個物體，他上升高度至3000米，依然未能奏效。將近土木爾臺時，被迫返航。返航飛行5分鐘后，物體中那個豎著的長條形突然消失，消失的位置馬上出現空白。緊接著幾塊不規則的黑影從機旁掠過。約10秒鐘，那個消失的長形塊又在原來的空白位置上出現。當飛機返抵離機場40公里時，無線電羅盤指示和無線電聯絡恢復正常。22點36分，安全著陸。

在劉某與不明飛行物相遇的過程中，空中另外4架飛機（其中2架是教練機）上的6名飛行員也分別在張北和懷安等地上空目擊不明飛行物，無線電聯絡也都程度不同地受到干擾。由于他們飛行科目與劉某不同，不允許分散精力，因而未能看到不明飛行物發展變化的全過程。

據機場地面目擊者陳述，22點10分，一個形似“鬧鐘罩”和“天文堡”的乳白色物體，在張北以北上空出現，接著就像氣球充氣一樣，有節奏地、波浪式地向周圍遞增擴展，擴展的速度比氫彈爆炸時升起的蘑菇云還要迅速猛烈，一會兒的功夫就像一座大雪山矗立在空中，仰視才能看到頂端，整個物體呈現乳白色，且有光澤，邊緣清晰明亮。肉眼觀察，空中面積西起張北，東至崇禮，距離在15公里以外。后來整個物體由濃變淡，透光，22點30分基本消失。

空中另外4架飛機上6名飛行員和廣大地面人員，目擊的情形與飛行員劉某的目擊時間、形狀、光色、運動情況、可見條件和視直徑等基本吻合。