Ešte skôr než stihol Gorbačov svoje veľké plány so Sovietskym zväzom uskutočniť, Ukrajinu postihla jadrová katastrofa globálneho rozsahu. Dňa 26. apríla 1986 110 kilometrov severozápadne od Kyjeva vybuchol reaktor Černobyľskej atómovej elektrárne. Obrovská hustá rádioaktívna hmla, ešte väčšia ako po zhodení atómovej bomby na Hirošimu, zahalila okolie Černobyľu a neskôr sa rozšírila aj na juhovýchodné územie Bieloruska, Poľska a Škandinávie. Keď Moskva videla, že sa dôsledky výbuchu jadrovej elektrárne nedajú ukryť, požiadala o pomoc pri odstraňovaní následkov škody západné krajiny Európy. Dôsledkom celého nešťastia bolo vyše 35 000 mŕtvych ľudí a ani toto číslo podľa mnohých historikov nie je konečným. Vyše 135 000 Ukrajincov muselo navždy opustiť svoje domovy.