Mediebolag rapporterade tidigare under natten lokal tid att tiotals kroppar hittats i den kalla Potomac-floden.
Tidigt på morgonen förklarade sedan brandchef John Donnelly hoppet ute.
– Detta övergår nu från en räddnings- till en bärgningsoperation, sade han.
Planet var på väg in för landning på Ronald Reagan-flygplatsen på onsdagskvällen när dess bana korsades av helikoptern. Bilder från övervakningskameror visar hur de tillsammans exploderar över Potomac.
"Inte normal" bemanning
Washingtonplanet var från ett underbolag till stora American Airlines och kom från Wichita i Kansas. Helikoptern ska enligt militären ha varit ute på övning från arméflygfältet Davison, några mil söderut. Men många på sociala medier frågar sig hur den kunde få befinna sig vid inflygningen till en av USA:s större civila flygplatser.
Trumps kontroversielle försvarsminister Pete Hegseth skriver på X att armén och försvarsdepartementet omedelbart inlett en egen utredning.
Amerikanska luftfartsmyndigheten FAA skriver i en preliminär rapport om händelsen att bemanningen i flygledartornet inte befann sig på en normal nivå med tanke på tidpunkten och flygtrafiken just då, skriver The New York Times.
Flygledaren som hade hand om helikoptrarna i flygplatsens närområde hade även ansvar för att dirigera flygplan som startade och landade. Vanligtvis brukar två flygledare dela på dessa uppgifter.
Värsta på över 20 år
I radiokommunikation med flygledartornet framgår att man först några sekunder före olyckan insåg vad som var på väg att hända, rapporterar amerikanska medier.
– PAT25 (helikoptern), ser ni CRJ (flygplanet)? frågar tornet, och instruerar sedan:
– PAT25, åk bakom CRJ.
Det blir tyst i ett antal sekunder, därefter hörs röster som utropar "oj!" och "åh, gud!".
– Tornet, såg ni det där? frågar en pilot på ett annat plan.
Flygolyckan är den värsta i USA sedan november 2001 när ett flygplan från American Airlines störtade strax efter att det lyfte från JFK-flygplatsen i New York. Då omkom samtliga 260 ombord och fem personer på marken, skriver CNBC.