Согласно плану похода в контрольный срок до 12 февраля группа Дятлова должна была дать телеграмму из Ивделя об окончании похода, и до 15 февраля вернуться в Свердловск. Но 15 февраля телеграмма не пришла, и сама группа не вернулась. Первым забил тревогу Юрий Блинов, — руководитель той группы туристов УПИ, которая подъезжала вместе с группой Дятлова от Свердловска до поселка Вижай. Здесь их маршруты разошлись: группа Блинова пошла на запад к хребту Молебный Камень и горе Ишерим (1331), а группа Дятлова — на северо-запад к хребту Поясовый камень и горе Отортен (1182, но на картах тех лет: 1234). Встревожились также сестра Саши Колеватова Римма, родители Дубининой и Слободина.

Руководитель спортклуба Гордо и кафедры физвоспитания УПИ Вишневский еще день-два ожидали возвращения группы, поскольку ранее случались задержки групп на маршруте по разным причинам. 16–17 февраля они связались с Вижаем, пытаясь установить, возвращалась ли группа из похода. Но пропажа группы и отрицательные ответы на запросы в Вижай и Ивдель определенно указывали, что с ней что-то случилось.

Начали разбираться, куда же ушла группа Дятлова? Оказалось, что копия протокола маршрутной комиссии (МК) и маршрутной книжки («маршрутки») группы Дятлова, в спортклубе отсутствуют. Дятлов оформил в МК протоколы и оставил их в МК и в городском спортивном комитете. А три экземпляра «маршрутки» взял с собой. Протокол МК нашли, но в нем почти не было информации о маршруте похода.

Отсутствие описания маршрута вначале затруднило действия спасателей. Действие замедлило также и то, что не сразу нашли и подключили к поискам «выпускающего» МК Масленникова, который первым рассматривал и утверждал план похода группы Дятлова. Другие члены МК (Королев, Новикова, Уфимцев) подробно маршрут не знали. Масленников узнал о пропаже группы Дятлова только 20.02 и с 21.02 через Уфимцева активно подключился к поискам для организации работы спасателей. С его приходом действия штаба спасателей приобрели организованный и направленный характер. Масленников, — выпускник УПИ 1948 года, парторг и начальник участка Верхне-Исетского завода (выпускавшего трансформаторную сталь), оказался «на своем месте» и по его туристскому опыту, и по знанию маршрута Дятлова. И по моральной ответственности, испытываемой им по отношению к этой группе, которую он выпускал в поход. И по опыту организатора, — как в туризме, так и на производстве. Директор ВИЗа 22.02.59 отпустил Масленникова с работы для помощи спасателям УПИ.

Быстро организовать туристов походных групп на поиск могли опытные туристы — руководители этих групп. Но далеко не все они сразу узнали об аварии. Например, Аксельрод в Свердловске был «наездами», — он жил в рабочем поселке Сысерть и работал старшим мастером на заводе Гидромашин. О пропаже группы Дятлова он узнал только 22 февраля от соседа Дятлова по общежитию Чиглинцева и с 24.02 Аксельрод активно подключился к поискам. Только 24-го февраля узнал о пропаже Дятлова Сергей Согрин, который вернулся из похода по Приполярному Уралу, где его группа попала в очень сложную ситуацию. Но она смогла выйти из нее с одним заболевшим участником.

Руководитель спортклуба института Лев Семенович Гордо пытался договориться через ЦС ДСО «Буревестник» о выделении самолета для поисков, но ему отказали. Попытка связи напрямую с аэропортом Ивделя благодаря поддержке прокурора Темпалова оказалась более удачной. Рейсы самолета и вертолета удалось получить.

Активно воссоздавать маршрут дятловцев стали путем опроса туристов и родственников, начали разыскивать Юдина. С помощью сестры Колеватова Риммы вышли на Игнатия Фокиевича Рягина (зам. нач. «Гипромедьруд»), который передал Саше Колеватову карту и беседовал с ним о предстоящем маршруте. Но карта-то и маршрутки находились у пропавшей группы! Рягин по памяти восстановил и нанес на другую карту маршрут, и карту эту Римма передала спасателям 19 февраля. В этот же день Гордо и Блинов отправились в Ивдель для организации поиска группы Дятлова.

Общую схему маршрута воссоздали: от рудника Второй северный группа Дятлова намеревалась пройти на северо-восток по долине реки Лозьвы и по ее истокам до горы Отортен (1182, на старых картах: 1234). После радиального восхождения на эту вершину планировали резко повернуть на юг и вдоль хребта Поясовый Камень пройти верховья истоков рек Унья, Вишера и Ниолс до горы Ойко-Чакур (или Ойкачахль, 1322) с радиальным восхождением на эту гору. От Отортена до Ойко-Чакура по прямой около 70 км, но реально дятловцам предстояло пройти более 100 км по хребту. Далее планировали от Ойко-Чакура в восточном направлении по долинам рек Малая Тошемка или Большая Тошемка дойти до их слияния в Северную Тошемку, и по ее долине выйти на дорогу и в поселок Вижай, замкнув походное кольцо. Здесь поход предполагали завершить с возвратом через Вижай — Ивдель — Серов до Свердловска.

Дятловым были предусмотрены запасные варианты, укорачивающие маршрут в случае задержек, и аварийные выходы краткими путями по долинам рек до населенных пунктов на случай аварийной ситуации в восточном направлении. Выходы на запад (к Усть-Унье, Дию, Приисковой) не предусматривались из-за большой удаленности. Эта общая схема маршрута была видна, но вот возможных вариантов прохождения его на отдельных участках имелось много, особенно на конечном этапе похода. Не было ясно и по каким истокам Лозьвы группа пройдет к Отортену на начальном участке.

Группа пропала на этом маршруте. Туристов Уральского политехнического охватила тревога. Началась запись добровольцев для формирования спасательного отряда УПИ. 20 февраля в УПИ провели собрание туристов «ЧП с группой Дятлова!» с целью мобилизации и подготовки поисковых групп (явилось 70 человек). В поисково-спасательный отряд записывали только крепких парней, имевших туристский опыт и снаряжение, — других брать не следовало. Это было и небезопасно, и бесполезно, — необученных людей пришлось бы вначале обучать жизни и работе в зимней тайге. Студентки-туристки активно помогали в организации связи, сборов, в передаче информации и поиске добровольцев, призывая знакомых парней участвовать в поисках. 22 февраля организовался штаб поисковых работ УПИ, который сформировал руководство и состав поисковых групп. Эти группы поручили возглавить туристам с опытом руководства несколькими походами: Борису Слобцову, Олегу Гребеннику, Моисею Аксельроду. С 21.02 вопросами розыска туристов занимались в Ивделе местный прокурор Темпалов и представители УПИ Блинов и Гордо. Из протокола Масленникова (лист 67 дела):

Примечание. Здесь и ниже по ходу изложения курсивом выделены дословные выдержки из документов и дословные цитаты свидетелей (без исправлений).

Темпалов получил указание от секретаря Ивдельского горкома КПСС Проданова принять меры к розыску туристов (а самому Проданову приказ поступил из Свердловска от областных партийно-государственных властей). Из Свердловска приказали авиаторам в Ивделе провести авиаразведку. Проданов привлек к поискам инженера Энерголесокомбината Дряхлых, который общался с группой Дятлова на 41-м квартале.

21 февраля Дряхлых вместе с Блиновым провел разведку на самолете по долинам Ауспии и Тошемки, но следов группы Дятлова не обнаружили. 22 февраля Дряхлых вместе с Гордо вылетел на вертолете на северную Тошемку, где по дороге забрал с собой лесника Кузнецова А. И., посетил стойбище Анямова А. П. и юрты Бахтиярова П. И. Они расспросили манси о проходивших туристах, но следов группы Дятлова не обнаружили и на завершающих участках маршрута похода.