Badai Salju yang terjadi pada 1 Februari 1959 membuat para pendaki terjebak di Oterten memaksa mereka mendirikan kemah dan menunda ekspedisi mereka ke puncak. Tetapi malam itu, sebuah kejadian aneh yang menjadi salah satu misteri tak terpecahkan dari masa Soviet terjadi.
Para pendaki diperkirakan akan kembali pada 12 Februari, dan memastikan ke klub olah raga mereka bahwa mereka aman. Namun karena cuaca buruk, semua mengira mereka akan mengalami sedikit perubahan jadwal, sehingga keterlambatan mereka tidak menimbulkan kekhawatiran. Beberapa hari kemudian, Yuri Yudin, salah seorang pendaki yang terpaksa tinggal di desa karena sakit, mulai khawatir. Barulah pada tanggal 20 Februari, keluarga para mahasiswa tersebut mulai bertanya kepada pihak berwenang dan meminta agar dilakukan pencarian.
Mulanya, Institut Politeknik Urals mengirimkan tim sukarelawan untuk mencari kolega mereka yang hilang. Setelah upaya tersebut tidak dapat menemukan kesembilan pendaki pimpinan Dyatlov, pencarian pun ditingkatkan dengan melibatkan polisi dan militer. Helikopter dan pesawat ringan juga dikerahkan saat tim pencari menyadari bahwa para pendaki telah keluar jalur ke daerah yang tidak bisa dilalui transportasi normal.
Sepekan pencarian berjalan, pada 26 Februari, tim pencari akhirnya menemukan kemah para pendaki dalam keadaan kosong. Adanya potongn di bagian belakang tenda yang dibuat dari dalam untuk keluar menunjukkan bahwa kemah itu ditinggalkan dalam keadaan terburu-buru. Semua perlengkapan penting mulai dari peralatan ski, makanan dan pakaian hangat masih ada di dalam tenda dan setengah terkubur dalam salju saat ditemukan. Melihat hal ini, tim pencari bersiap untuk skenario terburuk.
Jejak kaki dari delapan sampai sembilan orang yang ditemukan di dekat kemah, menunjukkan bahwa para pendaki melarikan diri dari kemah. Sebagian besar dari mereka tidak mengenakan alas kaki atau hanya memakai kaos kaki. Jejak itu terlacak sejauh sekira 500 meter dari kemah dan dengan keadan cuaca Ural yang ganas, tim pencari menduga para pendaki akan menderita hipotermia.