Это уникальное учение было проведено на обычном артиллерийском полигоне в Оренбургской области в районе Тоцкое. У подножия невысокой возвышенности было выбрано место для эпицентра атомного взрыва. По одну сторону от эпицентра для изучения поражающего действия атомного взрыва через каждые 0,5 км до 5 км располагалось большое количество разнообразной военной техники и животных, значительное количество защитных убежищ. Здесь также было размещено много приборов для измерения избыточного давления в ударной волне, световых импульсов, дозы проникающей радиации и радиоактивного заражения местности. По другую сторону от эпицентра местность была оставлена свободной как передний край обороняющегося противника, по которому будут наноситься артиллерийские и авиационные удары, а затем будут двигаться наступающие войска. Для разгрома обороняющихся по глубине их обороны наносился атомный удар, а после него по позициям переднего края обороняющихся в течение 30 минут наносился мощный удар артиллерии и авиации.
Всем были выданы средства индивидуальной защиты. Вокруг намеченного эпицентра атомного взрыва была установлена запретная охраняемая зона радиусом 8 км. За 5 суток до начала учений все войска и население ближайших деревень с живностью были выведены за пределы запретной зоны. За 10 минут до нанесения атомного удара по сигналу «Атомная тревога» войска заняли укрытия и убежища. В 9 часов 33 минуты самолет Ту-4 с высоты 8000 м сбросил атомную бомбу, которая через 45 секунд взорвалась на заданной высоте 350 м с отклонением от намеченного эпицентра взрыва на 280 м. Воздух озарила ослепительно яркая вспышка, во много раз превосходящая солнце, которую можно было наблюдать только через темные очки. Вспышка мгновенно превратилась в огненный шар диаметром примерно 500 м, свечение которого продолжалось несколько секунд. Шар стал быстро подниматься вверх, превращаясь в клубящееся дымовое облако, увлекая за собой пыль и почву с поверхности земли. Столб пыли и радиоактивное облако образовали грибовидную форму, но не соприкасались друг с другом. Это свело к минимуму радиоактивное заражение местности как в районе взрыва, так и по следу облака. Прошла ударная волна, сопровождающаяся резким громовым ударом и сильным порывом ветра. Примерно через 10 минут облако поднялось на высоту 10—12 км, его понесло в юго-восточном направлении. Через 5 минут после взрыва началась артподготовка и бомбовые удары по позициям переднего края «Западных», длившиеся около 30 минут. После этого «Восточные» атаковали позиции «Западных». При уровне радиации 0,5 р/ч личный состав надел противогазы.
Техника малой прочности (самолет Ли-2) была повреждена уже на 5 км от эпицентра взрыва. Чем ближе к эпицентру, тем больше разрушенных образцов военной техники, траншей, окопов, пораженных животных. Между прочим, в лощине животные были невредимы. Много техники и животных было уничтожено вблизи эпицентра взрыва. Даже танки были отброшены и опрокинуты, у некоторых сорваны башни. Местность в районе взрыва изменилась до неузнаваемости. Земля взрыхлена, а в некоторых местах оплавлена. Кустарник в радиусе до 1,2—1,3 км был полностью уничтожен. Жуткую картину представляла собой дубовая роща. Как будто сквозь нее прошел сильный ураган с огнем. До 1,5—2 км много деревьев было поломано, чем ближе к эпицентру, тем больше. Во многих местах горели сухая трава и листва, трухлявые пни. Но сплошных пожаров, как в тайге, в роще не было.
В деревне Маховка, стоящей от эпицентра на удалении 5—6 км, под действием светового излучения горело несколько домов с соломенными крышами. В деревнях, удаленных от эпицентра взрыва более 8 км, население не выселялось, и пожаров не было, но в непрочных (саманных) домах появились трещины, были выбиты стекла и двери.
Индивидуальные дозиметры показали, что за две поездки к эпицентру взрыва группа получил дозу радиации, равную 20 рентгенам.
Мощность взрыва оказалась равной 40 кт.
В течение последующих двух недель после учения здесь же на полигоне мы и другие специалисты детально обрабатывали и анализировали последствия атомного взрыва.
Результаты обобщения данных ядерного взрыва нашли отражение в уставах и наставлениях по действию войск в условиях применения атомного оружия.
Командиру корабля В.Я. Кутырчеву за успешное выполнение задачи было досрочно присвоено воинское звание на ступень выше занимаемой должности «полковник», и он был награжден орденом Ленина. Остальные члены экипажа также были награждены орденами Советского Союза.