Ombord på fartyget, som kantrade efter 24 timmars färd, fanns sammanlagt cirka 550 människor enligt överlevande som Internationella migrantorganisationen talat med. Båten kapsejsade i söndags, skriver nyhetsbyrån AFP.
De cirka 150 som överlevde fördes till en hamn i Italien.
Nio kroppar bärgade
Italiensk kustbevakning har tidigare uppgivit att man lyckats rädda 144 personer, medan nio kroppar bärgats, skriver AFP. De överlevande fördes till hamnen Reggio di Calabria på det italienska fastlandet med den italienska flottans fartyg Orion.
Det är osäkert var exakt fartyget havererade, enligt Rädda Barnens talesperson som Reuters talat med. De flesta av de överlevande tros ha kommit från Afrika söder om Sahara.
Bland de döda fanns många unga män, förmodligen bara pojkar en del av dem, uppger Rädda Barnen. Enligt de första uppgifterna kantrade fartyget sedan passagerarna börjar röra på sig när de såg ett italienskt räddningsfartyg närma sig.
– Vi fortsätter att utreda olyckan för att fastställa hur förlisningen kunde ske, säger Flavio Di Giacomo, talesman för Internationella migrantorganisationen, till AFP.
Söker efter fler offer
Det förfärande höga antalet som tros ha mist livet bygger på uppgifter från de överlevande som förts till Italien och som företrädare för Rädda Barnen och Internationella migrationsorganisationen (IOM) talat med.
Den italienska kustbevakningen säger till CNN att uppgiften tas på stort allvar. Men man har inte hittat några överlevande i det förmodade området, inte heller några kroppar eller andra tecken på att katastrofen ägt rum – trots att man sökt med både båtar och flygplan.
Överlevande vittnar om att de innan avresan levt instängda över fyra månader i en sardinfabrik i Tripoli.
”Vi var över tusen personer. Vi åt bara en gång om dagen och kunde inte göra någonting åt situationen. Om någon pratade med en vän eller granne blev han slagen. Allt var för att pressa oss på mer pengar”, berättar 17-åriga Bherane för Rädda Barnen.
Ökad trafik
Allt fler har försökt ta sig till Europa från Afrikas kust de senaste veckorna, eftersom vädret gör resan något säkrare. Den förvärrade situationen i Libyen med ökat våld har också resulterat i att många gett sig iväg.
Men kallt väder och hårda vindar krävde många dödsoffer i februari. Före denna katastrof har över 500 personer drunknat när de försökt ta sig över Medelhavet – bara i år. Italienska kustbevakningen uppger att man undsatt nästan 8.000 personer sedan i fredags förra veckan. Enligt myndigheterna i Italien har sammanlagt över 15 000 migranter tagit sig in i landet sedan den 1 januari.