Flyet var på vei fra Sentani lufthavn i provinshovedstaden Jayapura til flyplassen Oksibil da det forsvant i 8-tiden søndag morgen norsk tid.
Flyet forsvant en halvtime etter avgang.
– Vi mistet kontakten med flyet, sier Bambang Soelystyo, som leder den statlige redningstjenesten BASARNAS, til nyhetsbyrået Reuters.
Dårlig vær
På Twitter skriver redningstjenesten at flyet tilhører selskapet Trigana Air Service, og at 44 voksne, fem barn og en besetning på fem var om bord.
– Vi vet fortsatt ikke hva som har skjedd med flyet. Vi koordinerer med lokale myndigheter, sier en talsmann for landets transportmyndigheter til nyhetsbyrået AFP.
– Været er svært dårlig i området. Det er mørkt og overskyet, og det vanskeliggjør letingen. Området er et fjellområde.
Flyet skulle ha landet på Oksibil like etter klokken 8. Papua-provinsen utgjør den vestlige delen av øya New Guinea.
Flere ulykker
I desember i fjor styrtet et AirAsia-fly på vei fra den indonesiske byen Surabaya til Singapore. Alle de 162 om bord ble drept. I etterkant innførte indonesiske myndigheter nye tiltak for å styrke flysikkerheten.
Indonesias president har også lovet at landet skal undersøke sine militærfly, etter at et militært transportfly styrtet nord i landet i juli. 100 mennesker døde i styrten.