1986. április 26-án felügyelt egy tesztet az atomerőmű 4. blokkjában, amely a történelem legsúlyosabb atomerőmű-balesetét eredményezte. A baleset alatt Gyatlovot 390 rem (3,9 Sv) súlyos sugárdózis érte, amely 30 nap elteltével az érintett személyek 50%-nál halált okoz, azonban ő életben maradt. Viktor Bruhanovval és Nyikolaj Fominnal Gyatlovot a biztonsági előírások be nem tartásáért bíróság elé állították. 1987-ben a Szovjetunió Legfelsőbb Bírósága mindhárom személyt 10 év börtönbüntetésre ítélte. Gyatlov három év után a Szovjetunió felbomlásakor amnesztiát kapott. 1995-ben halt meg szívelégtelenség következtében.