Flygplanet, av typen AN-26, var på väg mot gränsregionen sydöst om Luhansk (staden) när det utsattes för en raketbeskjutning och störtade.
Försvarsminister Valerij Heletej uppger i ett uttalande på den ukrainske presidentens hemsida att planet besköts när det befann sig på en höjd av 6,5 kilometer, och att det därför inte kan ha varit separatisterna som låg bakom attacken.
– Planet sköts ned med ett kraftfullare raketvapen som troligen avfyrades från Ryska federationen, säger Heletej enligt Reuters.
Han kan inte bekräfta huruvida någon dött i kraschen, men uppger att personer ur besättningen varit i kontakt med arméstaben.
Ryssland har tidigare anklagat den ukrainska regeringen för att ligga bakom en granatattack som dödade en man på den ryska sidan av gränsen.
