"Le principal enregistreur de vol a été retrouvé à une distance de 1.600 mètres de la côte, à une profondeur de 17 mètres" à 02H42 GMT, a indiqué le ministère russe de la Défense, cité par les agences de presse russes.
Dans les prochaines heures, cette boîte noire doit être transportée à Moscou pour être déchiffrée, selon la même source.
Le Tupolev Tu-154 avec 92 personnes à bord, parmi lesquelles 64 membres des Choeurs de l'Armée Rouge et une figure humanitaire reconnue, s'était écrasé dimanche après son décollage de l'aéroport de Sotchi, sur les côtes de la Mer noire.
Il se rendait à la base aérienne de Hmeimim, près de Lattaquié en Syrie, utilisée pour lancer des bombardements aériens contre les rebelles syriens. "A ce jour, 12 corps et 156 fragments de corps ont été retrouvés", a précisé le ministère, cité par l'agence publique Ria-Novosti.
Les autorités cherchent toujours à déterminer l'origine de la catastrophe, mais semblent déjà écarter la thèse de l'attentat.
Selon les services de sécurité russes (FSB), les pistes privilégiées sont l'infiltration d'un corps étranger dans le moteur, un carburant de mauvaise qualité entraînant une perte d'énergie, une erreur de pilotage ou une défaillance technique de l'avion.
La récupération des boîtes noires devrait permettre d'en savoir plus sur les causes de l'accident.