från September 1960 till oktober 1962 arbetade Rogozov i Antarktis, i sin roll som enda läkare för ett team av tretton forskare vid Novolazarevskaya Station, etablerad i januari 1961.

på morgonen den 29 April 1961 upplevde Rogozov generell svaghet, illamående och måttlig feber och senare smärta i nedre högra delen av buken. Ingen av de möjliga konservativa behandlingarna hjälpte. Den 30 April blev tecken på lokaliserad peritonit uppenbar, och hans tillstånd förvärrades avsevärt på kvällen. Mirny, närmaste sovjetiska forskningsstation, var mer än 1000 mil från Novolazarevskaya. Antarktis forskningsstationer i andra länder hade inte ett flygplan tillgängligt. Svåra snöstormförhållanden hindrade flygplan landning under alla omständigheter. Rogozov hade inget annat val än att utföra en operation på sig själv.

operationen startade klockan 02: 00 lokal tid den 1 maj med hjälp av en förare och meteorolog, som tillhandahöll instrument och höll en spegel så att Rogozov kunde observera områden som inte var direkt synliga. Rogozov låg i ett halvt lutande läge, halvt vänd mot sin vänstra sida. En lösning av 0.5% novokain användes för lokalbedövning i bukväggen. Rogozov gjorde ett snitt på 10-12 cm i bukväggen, men när han öppnade bukhinnan skar han av misstag cecum och var tvungen att suturera den. Sedan avslöjade han bilagan. Enligt hans rapport befanns bilagan ha en mörk fläck vid basen, och Rogozov uppskattade att den skulle ha brutit inom en dag. Bilagan resekterades och antibiotika applicerades direkt i bukhålan. Allmän svaghet och illamående utvecklades cirka 30-40 minuter efter operationens början så att korta pauser för vila upprepades behövdes efter det. Vid ungefär 04: 00 var operationen klar.

efter operationen uppstod gradvis förbättring i tecken på peritonit och i rogozovs allmänna tillstånd. Kroppstemperaturen återvände till normal efter fem dagar, och stygnen avlägsnades sju dagar efter operationen. Han återupptog sina ordinarie uppgifter om cirka två veckor. Självoperationen fångade den sovjetiska allmänhetens fantasi vid den tiden. 1961 tilldelades han Order of the Red Banner Of Labour. Händelsen resulterade i en policyändring, och därefter var omfattande hälsokontroller obligatoriska för att personal skulle sättas in på sådana expeditioner.