Группа из девяти туристов под руководством пятикурсника радиотехнического факультета Уральского политехнического института (УПИ) Игоря Дятлова 23 января 1959 года отправилась в лыжный поход по горам, посвященный 21 съезду КПСС.
Путь туристов лежал на североуральские горы Отортен и Холатчахль. Один из туристов – Юрий Юдин – перед самым началом похода заболел, и ему пришлось вернуться в Свердловск.
Группа Дятлова (поначалу вдесятером) выехала поездом из Свердловска (ныне Екатеринбург) в Серов. Добралась до станции Ивдель, далее – автобусом до поселка Вижай, вечером 26 января – попутным грузовиком до поселка 41-го квартала. Утром 27 января, встав на лыжи, налегке продолжила маршрут. Начальник лесоучастка выделил дятловцам расконвоированного заключенного с лошадью, и свои рюкзаки они сложили в сани. Так группа добралась до Второго Северного рудника, уже нежилого к тому времени поселка, входившего некогда в состав Ивдельлага. Здесь дятловцы заночевали в одной из уцелевших изб. Утром 28 января было решено, что Юдин, которого продуло в кузове грузовика, вернется на лошади назад, а группа продолжит маршрут без него.
За 16 дней туристам предстояло пройти на лыжах более 300 километров, совершить два радиальных восхождения – на Отортен и Ойко-Чакур (Ойка-Сяхыл) – и к 12 февраля вернуться в Вижай. Оттуда Дятлов собирался отправить телеграмму о завершении похода. Впрочем, уже при прощании с Юдиным Дятлов сомневался, что уложится в сроки, и попросил Юрия предупредить турклуб, что они могут задержаться на маршруте до 14 февраля.
12 февраля группа в конечной точке маршрута так и не объявилась и не вышла на связь в последующие дни.
В УПИ из студентов-туристов были сформированы три поисковые группы (руководители – Борис Слобцов, Олег Гребенник и Моисей Аксельрод), которые забросили на разные участки маршрута Дятлова. К поискам подключили военных, геологов и охотников-манси.
Охотники сообщили, что видели в районе реки Ауспия следы лыж. 26 февраля группа Слобцова обнаружила на склоне горы Холотчахль разрезанную изнутри палатку. На следующий день на спуске в сторону реки Лозьва, в 1,5 километрах от палатки, нашли первых погибших – Юрия Дорошенко и Юрия Кривонищенко. В следующие дни откопали еще троих – Дятлова, Зину Колмогорову и Рустема Слободина.
Остальных членов группы сумели найти лишь в мае, когда начал сходить снег. Оттаявшие обрывки одежды привели в ложбину ручья. С помощью зондов под снегом нащупали и раскопали настил из 15 тонких деревьев, однако людей на нем не оказалось. Их нашли еще ниже, почти у самого ручья. Судмедэкспертиза впоследствии установила, что они погибли от переохлаждения, однако у Люды Дубининой и Семена Золотарева оказались сломаны ребра, а у Тибо Бриньоля – перелом черепа.
Гибель группы Дятлова вызвала многочисленные вопросы, в том числе, зачем туристы разрезали палатку, выбрались на мороз (по сводкам, в те дни в этом районе было около −30 градусов) без теплых вещей и почти без обуви и двинулись по склону горы вниз, к лесу.
Следователи предположили, что в трагедии виновата лавина, впоследствии в ней обвиняли диких зверей, беглых заключенных из окрестных колоний, солдат, принявших туристов за беглых заключенных, местных жителей из племени манси, для которых Холатчахль имеет ритуальное значение, военных, якобы испытывавших в отдаленной местности какое-то новое оружие, и даже космических пришельцев.
Гибель дятловцев попытался раскрыть петербургский ученый и мастер спорта по туризму Евгений Буянов. Его исследование "Тайна гибели группы Дятлова" было издано в Екатеринбурге. В 2013 году Буянов снял по мотивам своей книги документальный фильм "Неоконченный маршрут".
Суть теории Буянова заключается в том, что к гибели группы Дятлова привели не какие-то внешние "фантастические" или "криминальные" факторы, а ошибки группы, в которой лишь у Дятлова был опыт порядка 10 походов, у остальных – по лишь по пять-шесть незимних походов. Стратегической ошибкой группы стало решение организовать ночевку на склоне горы – туристы всегда стараются ночевать в зоне леса, где есть защита от ветра и дрова.
Главной тактической ошибкой стала постановка палатки на склоне горы, представляющим собой многослойную "доску" – днем на солнце снег подтаивает, ночью замерзает, превращаясь в лед, затем сверху падает свежий снег. Если такая "доска" находится под углом, то не съезжает лишь потому, что верхний ее край опирается на нижний. Внешние факторы (сильный ветер, удар) могут вызвать сход снега на склоне, и чем он круче, тем выше лавинная опасность. Выравнивая место под палатку (ее ставили по-штормовому – с заглублением в снег), дятловцы подрезали основание пласта и сами создали аварийную ситуацию – спровоцировали сход мини-лавины. Лавина придавила палатку и причинила характерные травмы – переломы ребер вследствие сдавливания. Требовалось освободиться, прежде чем кто-либо задохнется от навалившейся тяжести, поэтому палатку разрезали изнутри. Через дыры извлекли раненых: Тибо, Дубинину и Золотарева.
Группа оказалась на склоне горы, открытом ураганному ветру, над палаткой, придавленной слоем плотного снега, на обжигающем морозе, но быстро раскопать палатку голыми руками и извлечь вещи оказалось невозможно – такой снег плотнее обычного и непросто поддается даже лопате.
Дятлов, вероятнее всего, понял, в какую критическую ситуацию попала группа: срочный отход в лес был необходим для спасения, но и остаться без теплых вещей и необходимого туристского оборудования было смертельно. Расчет был таков: спустить раненых, укрыть их, а затем вернуться за теплыми вещами. На первое место поставили спасение раненых, которые могли потерять способность двигаться и замерзнуть. Группа пошла на спуск, ведя под руки Дубинину и Золотарева, Тибо несли двое парней с захватом его рук на плечи (организованный отход группы в лес "подтверждается" 8-9 парами следов, обнаруженных поисковиками).
У крупного кедра ветер был слабее, и можно было найти дрова, а спускаться дальше не имело смысла из-за глубокого снега. Нижние ветви ломали совместными усилиями. Разожгли костер, на скате ложбины ручья вырыли снежное укрытие с настилом из срезанных веток пихт для Дубининой, Тибо и Золотарева. Понимая, что без одежды и обуви не выжить, группа решила силами трех участников (Дятлов, Колмогорова и Слободин) вернуться к палатке. С ранеными остались Дорошенко, Колеватов и Кривонищенко.
Под натиском ураганного ветра, холода и усталости ушедшие замерзли на склоне. У кедра авария перешла в фазу агонии, когда пораженные холодом люди пытались согреться, получая ожоги рук и ног. В ожидании товарищей они также постепенно заснули на морозе.
Похороны погибшей группы в Свердловске (ныне Екатеринбург) прошли с марта по май.
28 мая уголовное дело было закрыто с формулировкой: "Следует считать, что причиной их гибели явилась стихийная сила, преодолеть которую люди были не в состоянии".
В феврале 2016 года в Екатеринбурге проходила конференция, посвященная памяти группы Дятлова, к которой фонд памяти группы Дятлова выпустил альманах в двух томах объемом около 1000 страниц. Первый том альманаха представляет собой уголовное дело о гибели группы в полном объеме, во втором томе собраны мнения, версии, подтвержденные свидетельскими показаниями.
В феврале 2017 года экс-губернатор Свердловской области, сенатор Эдуард Россель отметил, что трагические события гибели группы Дятлова относятся к засекреченной информации федерального уровня.
В январе 2019 года было заявлено о новом документе, связанном с гибелью группы Дятлова, который доказывает, что надзорные органы знали о гибели туристической группы Дятлова на Северном Урале в 1959 году за месяц до обнаружения тел.
1 февраля 2019 года стало известно, что Генеральная прокуратура проверит три наиболее вероятные версии гибели туристов группы Дятлова. Все они, по мнению надзорного органа, так или иначе связаны с природными явлениями, криминал исключается полностью. Всего, по данным Генпрокуратуры, существует около 75 версий.
Хребет, у которого погибла группа, впоследствии был назван перевалом Дятлова.
О гибели группы Дятлова написаны книги, создано не меньше десятка документальных фильмов.