После этого ситуация с лодкой не улучшилась. Когда «К-19» возвращалась из северной Атлантики в родной порт, на одном из ее реакторов мощностью 70 мегаватт, имевшем замкнутый водяной цикл охлаждения, произошла разгерметизация первого контура охлаждения. Эта неисправность не могла быть устранена, поскольку на борту не было дублирующей системы. Лодка беспомощно болталась посреди океана, а ее топливные урановые элементы перегревались, грозя неминуемой катастрофой 128 членам экипажа.
Отчаявшись, инженеры лодки смастерили вспомогательную систему охлаждения, использовав трубы из нержавеющей стали, снятые с нескольких торпед; они изготовили агрегат, напоминающий устройство Руби Голдберга, с помощью которого пресная вода из одной из цистерн подавалась в реактор и охлаждала его. По незнанию храбрые инженеры по двое забирались в горячий отсек реактора и вручную сваривали там эту аварийную систему. Те восемь человек, которым довелось работать внутри отсека, имели на себе только комплекта химической защиты и кислородные дыхательные аппараты. У противогазов запотевали стекла, и им пришлось сиять противогазы, чтобы лучше наблюдать за сваркой. Все восемь человек получили смертельную дозу нейтронного и гамма-излучения и приняли смертельное количество альфа- и бета-частиц. Через несколько минут их начало сильно тошнить, у них распухли лица и почернели языки. Несколько часов они медленно и мучительно умирали, в каплях кровавого пота, некоторые, чтобы избавиться от страшной боли, просили, чтобы их застрелили. Большинство инженерного состава, работавшего в прилегающих отсеках, было серьезно поражено радиацией, а опасные для здоровья цезий и стронций, побочные продукты распада, попали на пол и были разнесены по лодке, создав достаточное количество очагов для заражения всего живого на борту. Когда лодка встретилась со спасателями, большая часть экипажа была поражена разными дозами радиоактивного облучения; с лодки эвакуировали всех.
Таким образом, когда в середине 1962 г. возникла реальная потребность в атомных ПЛ дальнего действия, то ни одной такой лодки не оказалось. Все они были на верфях и проходили конструкторскую доработку по установке дополнительных систем охлаждения для первичных контуров реактора. Адмирал Рыбалко хоть и не был инженером по ядерной энергетике, но, достаточно хорошо зная термодинамику, понимал, что никто не отправит в море сложную систему оружия с инженерным оборудованием, находящимся на стадии прототипа, не прошедшим испытания и не имеющим дублирования. Флоту было очень непросто скрыть инцидент на борту «К-19», поскольку там чуть не возник мятеж, когда некоторые офицеры, подстрекаемые политофицером, называемым «замполитом», решили, что командир лодки «К-19» Николай Затеев неоправданно рискует их жизнями, направляя лодку за помощью к месту встречи с другими участниками учений. Эти офицеры пытались заставить командира посадить лодку на мель на ближайшем острове Ян Майен, на котором находилась станция слежения НАТО, и бросить ее, чтобы спасти жизни остальных членов экипажа. Группа офицеров во главе с замполитом попыталась заставить командира выполнить их план. В напряженной стычке Затееву удалось успешно нейтрализовать эту группу. Количество пораженных радиацией моряков было так велико, что впоследствии последовали разгневанные выступления нескольких членов экипажа, пригрозивших рассказать правду о случившемся. В конце концов шумиха была замята офицерами безопасности, которые заставили всех участников событий дать расписку о неразглашении происшествия, угрожая в противном случае тюрьмой. После эвакуации экипажа с лодки на спасательное судно ее доставили в родной порт; впоследствии на верфи с лодки полностью демонтировали силовую установку, установив взамен новую — того же типа. Как сказал Рыбалко, это была первая советская ПЛ, испытавшая на себе полное кесарево сечение.
Весь скандальный эпизод с «К-19» был успешно скрыт ГШ ВМФ; только несколько гражданских лиц вне Северного флота точно знали, что произошло на самом деле. Моряки, получившие смертельные дозы облучения, были распределены по разным госпиталям с диагнозом «испытывающие серьезную травму, вызванную стрессом». Восьмерых умерших похоронили в секретных могилах, а их семьям сообщили лишь о том, что они погибли при исполнении служебных обязанностей. Позднее умерли еще тринадцать человек, с их телами обошлись подобным образом.
