Din septembrie 1960 până în octombrie 1962, Rogozov a lucrat în Antarctica, în rolul său de medic unic pentru o echipă de treisprezece cercetători de la stația Novolazarevskaya, înființată în ianuarie 1961.

în dimineața zilei de 29 aprilie 1961, Rogozov a prezentat slăbiciune generală, greață și febră moderată, iar mai târziu durere în partea inferioară dreaptă a abdomenului. Niciunul dintre posibilele tratamente conservatoare nu a ajutat. Până la 30 aprilie au devenit evidente semne de peritonită localizată, iar starea sa s-a înrăutățit considerabil până seara. Mirny, cea mai apropiată stație de cercetare Sovietică, se afla la mai mult de 1.000 de mile de Novolazarevskaya. Stațiile de cercetare antarctică din alte țări nu aveau o aeronavă disponibilă. Condițiile severe de viscol au împiedicat aterizarea aeronavelor în orice caz. Rogozov nu avea altă opțiune decât să efectueze o operațiune asupra sa.

operațiunea a început la ora locală 02:00, pe 1 mai, cu ajutorul unui șofer și meteorolog, care au furnizat instrumente și au ținut o oglindă, astfel încât Rogozov să poată observa zone care nu sunt direct vizibile. Rogozov se afla într-o poziție semi-înclinată, pe jumătate întoarsă spre partea stângă. O soluție de 0.5% novocaină a fost utilizată pentru anestezia locală a peretelui abdominal. Rogozov a făcut o incizie de 10-12 cm a peretelui abdominal, dar în timp ce deschidea peritoneul a tăiat accidental cecumul și a trebuit să-l sutureze. Apoi a expus apendicele. Potrivit raportului său, s-a constatat că apendicele are o pată întunecată la baza sa, iar Rogozov a estimat că ar fi izbucnit într-o zi. Apendicele a fost rezecat și antibioticele au fost aplicate direct în cavitatea peritoneală. Slăbiciunea generală și greața s-au dezvoltat la aproximativ 30-40 de minute după începerea operației, astfel încât au fost necesare în mod repetat pauze scurte pentru odihnă. În jurul orei 04:00 operațiunea a fost finalizată.

după operație, a apărut o îmbunătățire treptată a semnelor de peritonită și a stării generale a lui Rogozov. Temperatura corpului a revenit la normal după cinci zile, iar cusăturile au fost îndepărtate la șapte zile după operație. Și-a reluat îndatoririle obișnuite în aproximativ două săptămâni. Auto-operația a capturat imaginația publicului sovietic la acea vreme. În 1961 a fost distins cu Ordinul Bannerului Roșu al Muncii. Incidentul a dus la o schimbare de politică și, ulterior, au fost obligatorii controale medicale extinse pentru ca personalul să fie desfășurat în astfel de expediții.