24 февраля, в ходе опроса охотников-манси, выяснилось, что есть «свежие» остатки стоянки какой-то туристской группы в долине реки Ауспии. На её левом берегу спасатели обнаружили едва заметный лыжный след. Была проведена разведка в нескольких направлениях: вниз и вверх по Ауспии и в сторону вершины Холатчахль. Вскоре спасатели вышли к туристской палатке, которая находилась на склоне горы Холатчахль, примерно в 300 метрах от вершины. Палатка была пустой и с разрезанной стенкой. По найденным вещам и документам было установлено, что она принадлежала тургруппе Дятлова.
Позже, при участии профессиональных туристов, было установлено, что палатка была поставлена по всем туристским и альпинистским правилам.
В это место были стянуты все поисковые группы. 26 февраля в полутора километрах от палатки, в месте, где уже начинался лес, возле крупного кедра, были обнаружены тела Юрия Дорошенко и Юрия Кривонищенко. Они лежали на некотором расстоянии друг от друга рядом с остатками костра. Оба тела были раздеты до нижнего белья. Дорошенко лежал на животе. Под ним – разломанный на части сук дерева, на который, видимо, он упал. Кривонищенко лежал на спине. У Дорошенко была обожжена стопа и волосы на правом виске, у Кривонищенко – ожог левой голени и ожог левой ступни. На самом кедре, на высоте 4–5 метров, были обломаны ветки, часть из них лежали вокруг тел.
В 300 метрах от кедра вверх по склону в направлении палатки охотниками-манси было найдено тело Игоря Дятлова. Он был слегка занесён снегом, полулежал на спине, головой в сторону палатки, приобняв рукой ствол берёзки. На лице был ледяной нарост, означавший, что перед смертью он дышал в снег.
Вечером того же дня, примерно в 330 метрах от Дятлова, выше по склону, под слоем плотного снега с помощью поисковой собаки было обнаружено тело Зины Колмогоровой. Она была тепло одета, но без обуви. На лице были признаки кровотечения из носа.
2 марта в лесу был найден лабаз тургруппы.
5 марта был найден труп Рустема Слободина. Он был также довольно тепло одет, при этом на правой ноге был валенок, надетый на 4 пары носков (второй валенок был обнаружен в палатке). На лице был ледяной нарост и были признаки кровотечения из носа.
Расположение всех трёх тел, найденных на склоне, их позы указывали на то, что они погибали на обратном пути от кедра к палатке.
С 28 февраля (или 5 марта) поиски официально возглавила чрезвычайная комиссия Свердловского обкома КПСС. Было принято решение вести поиски до нахождения всех туристов. Однако результаты были нулевые.
В первых числах мая, когда началось таяние снега, были обнаружены предметы, которые указали направление поиска. Усилия спасателей сосредоточились на ложбине ручья, протекавшего примерно в 70 м от кедра и сильно занесённого снегом. На глубине ложбины был обнаружен настил из стволов пихт и березы, на котором лежал лапник и несколько предметов одежды. Было установлено, что данный настил был сооружен для четырех человек.
А 4 мая в 75 метрах от костровища, где были найдены первые тела, под четырёхметровым слоем снега, в русле ручья были найдены оставшиеся туристы. Сперва наткнулись на Людмилу Дубинину – она застыла, стоя на коленях лицом в склон у водопада ручья. Других обнаружили еще ниже. Колеватов и Золотарёв лежали в обнимку «грудь к спине» у кромки ручья, видимо, согревая друг друга до конца. Тибо-Бриньоль находился ниже всех, в воде ручья.
Найденные тела были переправлены на судмедэкспертизу в Ивдель.
Одних версий гибели группы было множество. От экзотических вроде нападения НЛО и инопланетян до технологических – предполагалось, что в данном районе происходило испытание нового оружия. И группа по случайности оказалась на том месте.
Гибель группы обросла разными разными слухами и домыслами. Время от времени всплывают новые версии и трактовки событий. Словом, сама группа и ее таинственная гибель, стали культовыми, как выразился один журналист, хотя саму Александру и покоробило от этого словечка. В настоящее время на месте гибели поставлена стела-обелиск с высеченными именами погибших туристов.