syyskuusta 1960 lokakuuhun 1962 Rogozov työskenteli Etelämantereella toimiessaan tammikuussa 1961 perustetun Novolazarevskaja-aseman kolmentoista tutkijan ryhmän ainoana lääkärinä.

aamulla 29.huhtikuuta 1961 Rogozov koki yleistä heikkoutta, pahoinvointia ja keskivaikeaa kuumetta sekä myöhemmin kipua vatsan oikeassa alaosassa. Mikään mahdollisista konservatiivisista hoidoista ei auttanut. Huhtikuun 30. päivään mennessä ilmeni merkkejä paikallisesta vatsakalvontulehduksesta, ja hänen tilansa huononi huomattavasti iltaan mennessä. Lähin neuvostoliittolainen tutkimusasema Mirny oli yli 1 000 mailin päässä Novolazarevskajasta. Muiden maiden Etelämantereen tutkimusasemilla ei ollut käytössään lentokonetta. Ankarat lumimyrskyolosuhteet estivät lentokoneiden laskeutumisen joka tapauksessa. Rogozovilla ei ollut muuta vaihtoehtoa kuin suorittaa itselleen leikkaus.

operaatio alkoi 1.toukokuuta kello 02.00 paikallista aikaa Kuljettajan ja meteorologin avustuksella, joka toimitti välineitä ja piti peiliä, jotta Rogozov pystyi havainnoimaan alueita, jotka eivät olleet suoraan näkyvissä. Rogozov makasi puolittain makuuasennossa kääntyneenä vasemmalle kyljelleen. Ratkaisu 0.5% novokaiinia käytettiin vatsan alueen paikallispuudutukseen. Rogozov teki vatsanpeitteeseen 10-12 cm viillon, mutta avatessaan vatsakalvoa hän leikkasi vahingossa umpikujan ja joutui ompelemaan sen. Sitten hän paljasti umpilisäkkeen. Hänen kertomansa mukaan umpilisäkkeen tyvestä löytyi tumma tahra, ja Rogozov arvioi sen puhjenneen päivässä. Umpilisäke poistettiin ja antibiootteja levitettiin suoraan vatsakalvon onteloon. Yleinen heikkous ja pahoinvointi kehittyivät noin 30-40 minuutin kuluttua operaation aloittamisesta niin, että lyhyitä lepotaukoja tarvittiin toistuvasti sen jälkeen. Noin kello 04.00 operaatio oli valmis.

leikkauksen jälkeen peritoniitin oireet ja Rogozovin yleiskunto paranivat vähitellen. Ruumiinlämpö palautui normaaliksi viiden päivän kuluttua, ja tikit poistettiin seitsemän päivän kuluttua leikkauksesta. Hän palasi vakinaisiin tehtäviin noin kahden viikon kuluttua. Itseironia vangitsi tuolloin Neuvostoyleisön mielikuvituksen. Vuonna 1961 hänelle myönnettiin Työn punaisen lipun ritarimerkki. Tapaus johti politiikan muutokseen, ja sen jälkeen laajat terveystarkastukset olivat pakollisia tällaisille tutkimusmatkoille lähetettävälle henkilöstölle.