Beberapa saksi dilaporkan. Seorang nelayan tempatan melaporkan bahawa pesawat itu terhempas 14 meter (46 ka) dari lokasinya. Beliau berkata bahawa pesawat itu meletup di udara dan salah satu kepingan pesawat yang terbakar jatuh ke laut, kelihatan "pecahan seperti papan lapis" hampir terkena kapalnya.[24][25][26] Sementara itu, warga Kepulauan Seribu, berdekatan lokasi pesawat itu terhempas, terdengar dua letupan. Pada waktu itu, kawasan tersebut sedang hujan.[27] Laporan pertama mengenai kemalangan pesawat di Kepulauan Seribu dibuat pada pukul 14:30 waktu tempatan, di mana seorang nelayan menyatakan bahawa sebuah pesawat telah terhempas dan meletup di laut.[28] Sekitar jam 16:00 waktu tempatan, saksi berkoordinasi dengan pasukan bomba untuk mencari pesawat.[27] Bupati Kepulauan Seribu, Junaedi, juga melaporkan sesuatu jatuh dan meletup di Pulau Laki.[29]

9 Januari

Ketua Badan Pencarian dan Penyelamat Kebangsaan, Bagus Puruhito, melaporkan bahawa lokasi nahas itu terletak 11 batu nautika (20 km) dari Lapangan Terbang Antarabangsa Soekarno-Hatta.[30] Anggota dari kapal yang disediakan oleh Kementerian Perhubungan melaporkan bahawa bahagian tubuh, serpihan pakaian, elektronik, dan bangkai pesawat telah ditemui dari laut di perairan dekat Kepulauan Seribu, dengan bahan bakar penerbangan juga dilaporkan di sekitar lokasi.[31][32] Perairan berhampiran lokasi kemalangan mungkin memiliki kedalaman sekitar 15–16 meter (49–52 ka).[33] BASARNAS segera mengerahkan anggota ke lokasi nahas[34] sementara Kepolisian Negara Republik Indonesia dan Kementerian Pengangkutan mendirikan pusat krisis di Pelabuhan Tanjung Priok[35] dan di Lapangan Terbang Antarabangsa Soekarno-Hatta.[36] Tentera Laut Indonesia mengerahkan sejumlah kapal untuk operasi SAR, selain helikopter dan anggota KOPASKA (penyelam).[37]

Jawatankuasa Keselamatan Pengangkutan Kebangsaan Indonesia (NTSC) melaporkan akan menghantar kapal pencarian iaitu Baruna Jaya untuk membantu dalam operasi mencari dan menyelamat. Kapal itu sebelum ini terlibat dalam operasi mencari dan menyelamat beberapa kemalangan udara, termasuk Penerbangan 610 Lion Air dan Penerbangan 8501 Indonesia AirAsia.[38] Sementara itu, Tentera Laut Indonesia mengerahkan tujuh kapal dan penyelam dari Komando Wilayah Angkatan Laut ke-1 untuk membantu operasi mencari dan menyelamat.[39] Tidak lama selepas itu, BASARNAS melaporkan bahawa isyarat ping pesawat Pemancar Pencari Kecemasan (ELT) belum dikesan.[40] BASARNAS juga berkata operasi mencari dan menyelamat akan dilanjutkan semalaman, dengan fokus utama untuk menentukan lokasi sebenar lokasi nahas.[41] Lokasi kemalangan yang tepat kemudian diumumkan kepada orang ramai.[42] Pada masa yang sama, persatuan Palang Merah Indonesia mengerahkan 50 sukarelawan dan menyiapkan sekurang-kurangnya 100 beg mayat untuk mangsa kemalangan.[43] Anggota keluarga mangsa nahas diminta membawa sampel DNA dan maklumat antimortem lain ke unit Identifikasi Mangsa Bencana di Hospital Kramat Jati, Jakarta.[44] Penginapan untuk saudara-mara mangsa nahas telah disediakan oleh Sriwijaya Air.[45]

Pada malam 9 Januari, anggota mencari dan menyelamat menemui luncur kecemasan pesawat dari perairan berhampiran Pulau Lancang, Kepulauan Ribuan.[46] Ketika beberapa bangkai kapal ditemui dari lokasi nahas, BASARNAS menyatakan bahawa operasi mencari dan menyelamat terganggu akibat jarak penglihatan yang rendah.[47]

10 Januari

Menteri Pengangkutan Budi Karya Sumadi bersama dengan Panglima Angkatan Tentera Nasional Indonesia Hadi Tjahjanto mengawasi operasi mencari dan menyelamatkan di kapal KRI John Lie 358.[48] Tjahjanto kemudian menyatakan bahawa isyarat dari pesawat telah dikesan oleh tentera.[49] Tentera Laut Indonesia mengumumkan bahawa koordinat tepat lokasi nahas telah ditentukan.[50] Tentera Indonesia menyatakan bahawa 4 pasukan penyelam akan dikerahkan ke lokasi,[51] sementara Tentera Laut Indonesia akan mengerahkan 150 kakitangan dan helikopter ke lokasi nahas.[52] Pukul 03:00 WIB, pasukan penyelam KOPASKA menyelam ke laut untuk mencari bahagian pesawat.[53] Kepolisian Indonesia menghantar 4 helikopter, 8 kapal dan 50 penyelam ke lokasi nahas. Satu pesawat yang dilengkapi dengan Vinger Locater, peralatan untuk mengesan dua kotak hitam pesawat, juga dikerahkan. Seramai 192 anggota pasukan polis dikerahkan untuk membantu operasi mencari dan menyelamat.[54]

Tentera Laut Indonesia mengumumkan bahawa tiga kaedah yang berbeza akan digunakan selama operasi pencarian.[55] Mereka juga akan memeriksa perbezaan di laut dan sonar juga akan digunakan. Tentera Laut kemudian melaporkan bahawa berdasarkan penemuan mengenai kontras air laut, beberapa kepingan dikesan berhampiran Pulau Laju Selatan. Kontras air laut juga menunjukkan bukti "sangat jelas" mengenai bahan bakar penerbangan.[56]

Pada pukul 08:00 WIB, polis menerima sebungkus beg bahagian badan; ianya kemudian dibawa ke Hospital Kramat Jati. Lebih banyak bahagian badan, serta jaket keselamatan dari pesawat, juga dijumpai.[53] Pada sebelah tengah hari, lebih banyak bahagian badan dan bangkai barang ditemui dari lokasi nahas.[57] Penyelamat berjaya menjumpai jaket keselamatan, kepingan dari pesawat dan velg roda Boeing 737 yang musnah. Sebilangan besar bangkai kapal itu ditemui pada kedalaman 17-23 meter.[58] Sebahagian daripada sistem hidraulik dari Boeing 737-524, nombor tempat duduk dan sebahagian dari kepingan kod pendaftaran pesawat telah ditemui dari lokasi nahas.[59] Serpihan yang berselerak dan serpihan kecil pesawat menunjukkan kesan kelajuan tinggi. Tentera Nasional Indonesia menyatakan bahawa fokus utama sekarang telah beralih untuk mencari mayat penumpang pesawat.[60]

Pada 10 Januari, pihak berkuasa memberitahu bahawa mereka telah mengenal pasti isyarat dari Pemancar Pencari Kecemasan (ELT) pesawat. Tentera Udara Indonesia juga mengatakan bahawa pihaknya telah melihat tumpahan bahan bakar, yang dipercayai berasal dari pesawat, yang meliputi kawasan laut yang sangat besar, di selatan pulau Laki. Antara serpihan yang ditemui, pada pagi 10 Januari ialah bahagian roda kapal terbang, sebahagian kepingan aloi keluli dengan cat biru dan baju kanak-kanak berwarna merah jambu.[61]

Menjelang malam 10 Januari 2021, BASARNAS telah menemui sekurang-kurangnya 16 bahagian besar pesawat dari lokasi nahas, termasuk salah satu turbin pesawat. Sekurang-kurangnya 10 bahagian anggota badan juga ditemui. BASARNAS kemudian melaporkan bahawa kapal penyelidikan KRI Rigel telah mengesan isyarat ping dari perakam penerbangan pesawat.[62] The pings were located at 200 metres between each other.[63] Pada hari yang sama, NTSC mengesahkan bahawa beberapa serpihan telah dikenal pasti, termasuk pintu pesawat, GPWS, altimeter radio dan beberapa bahagian dari ekor pesawat.[64]