Le vol 8501 AirAsia était assuré par un Airbus A320-216, un avion de ligne moyen-courrier immatriculé PK-AXC pour numéro de série MSN 3648. Livré à AirAsia en octobre 2008 et équipé de moteurs CFM 56-5B produits par Safran et General Electric (GE), l'appareil avait accumulé 23 000 heures de service au cours de plus de 13 600 vols depuis sa mise en service par la compagnie asiatique.
L'appareil a subi une visite de maintenance le 16 novembre 2014 pour un examen de routine
L'A320-200 transportait 7 membres d'équipage et 155 passagers dont 16 enfants et 1 nourrisson. Le commandant de bord Iriyanto avait accumulé 20 537 heures de vol, dont 6 053 avec AirAsia, le copilote français Rémi Emmanuel Plésel avait 2 275 heures de vol à son actif