fra September 1960 til oktober 1962 arbejdede Rogosov i Antarktis i sin rolle som eneste læge for et team på tretten forskere ved Novolasarevskaya Station, der blev oprettet i januar 1961.om morgenen den 29. April 1961 oplevede Rogosov generel svaghed, kvalme og moderat feber og senere smerter i den nederste højre del af maven. Ingen af de mulige konservative behandlinger hjalp. Den 30. April blev tegn på lokal peritonitis tydelig, og hans tilstand forværredes betydeligt om aftenen. Mirny, den nærmeste sovjetiske forskningsstation, var mere end 1.000 miles fra Novolasarevskaya. Antarktiske forskningsstationer i andre lande havde ikke et fly til rådighed. Alvorlige snestormforhold forhindrede under alle omstændigheder landing af fly. Rogosov havde ingen anden mulighed end at udføre en operation på sig selv.02: 00 lokal tid den 1. maj ved hjælp af en chauffør og meteorolog, der leverede instrumenter og holdt et spejl, så Rogosov kunne observere områder, der ikke var direkte synlige. Rogosov lå i en semi-liggende stilling, halvt vendt til sin venstre side. En løsning på 0.5% novokain blev anvendt til lokalbedøvelse af abdominalvæggen. Rogosov lavede et 10-12 cm snit i abdominalvæggen, men mens han åbnede peritoneum, skar han ved et uheld cecum og måtte suturere det. Så udsatte han tillægget. Ifølge hans rapport viste bilaget sig at have en mørk plet i bunden, og Rogosov anslog, at det ville have sprængt inden for en dag. Tillægget blev resekteret, og antibiotika blev påført direkte i bughulen. Generel svaghed og kvalme udviklede sig omkring 30-40 minutter efter operationens start, så korte pauser til hvile blev gentagne gange nødvendige efter det. 04.00 var operationen afsluttet.

efter operationen skete gradvis forbedring i tegn på peritonitis og i Rogosovs generelle tilstand. Kropstemperaturen vendte tilbage til normal efter fem dage, og stingene blev fjernet syv dage efter operationen. Han genoptog sine faste opgaver om cirka to uger. Selvoperationen fangede den sovjetiske offentligheds fantasi på det tidspunkt. I 1961 blev han tildelt Order of the Red Banner of Labour. Hændelsen resulterede i en ændring af politikken, og derefter var omfattende sundhedskontrol obligatorisk for personale, der skulle indsættes på sådanne ekspeditioner.