Pierwsza połowa lat 80. była jednym z najbardziej napiętych okresów zimnej wojny. Związek Radziecki dokonał inwazji na Afganistan, doszło do bojkotu igrzysk olimpijskich w Moskwie. Równocześnie, ze względu na produkcję przez ZSRR pocisków balistycznych SS-20, siły NATO zapowiadały znaczną ekspansję arsenału w bezpośrednim sąsiedztwie supermocarstwa. 1 września 1983 roku Armia Radziecka zestrzeliła cywilny lot Korean Air 007, co doprowadziło do jeszcze poważniejszej eskalacji konfliktu na arenie międzynarodowej i w odczuciu KGB przybliżało widmo niezapowiedzianego ataku nuklearnego ze strony Stanów Zjednoczonych.

W tym właśnie miesiącu Pietrow pełnił dyżur w podmoskiewskim centrum dowodzenia Sierpuchow-15 (nazwa pochodzi od pobliskiego miasta Sierpuchow). Jego zadaniem było monitorowanie systemów wczesnego ostrzegania. Zgodnie z obustronną doktryną Mutual Assured Destruction w przypadku stwierdzenia ataku jądrowego Związek Radziecki miał odpowiedzieć natychmiastowym i pełnym zaangażowaniem całego arsenału nuklearnego.

Cztery minuty po północy 26 września 1983 roku komputery w centrum wczesnego ostrzegania wykryły wystrzelenie przez USA międzykontynentalnego pocisku balistycznego skierowanego w stronę ZSRR. Obserwujący ten alarm Pietrow przyjął, że doszło do błędu komputera, ponieważ w doktrynie MAD wystrzelenie pojedynczego pocisku byłoby zachowaniem nieracjonalnym – strona atakująca zmierzałaby do zniszczenia możliwie dużej części arsenału i struktur wojskowych przeciwnika, zanim zdążyłby on odpowiedzieć w równie niszczycielski sposób.

Chwilę później komputery potwierdziły jednak wystrzelenie kolejnych czterech rakiet. W tej sytuacji Pietrow musiał podjąć decyzję, nie dysponując żadnymi innymi źródłami informacji: naziemne radary nie byłyby w stanie wykryć rakiet do chwili wyłonienia się ich zza linii horyzontu, więc ZSRR miałby mniej czasu na skuteczną odpowiedź.

Pietrow zdecydował się na złamanie przyjętych zasad i uznał, że choć nie ma pewności co do tego, czy problem jest błędem systemu, konsekwencją odpowiedzi zbrojnej będzie w każdym przypadku tylko zwiększenie liczby ofiar. Jak sam stwierdził: „Pomyślałem jednak: nikt nie zaczyna ataku jądrowego za pomocą pięciu rakiet! Poza tym nie startowałyby one z jednej bazy”. I rzeczywiście, jak się później okazało, był to błąd systemu. Wystąpiły szczególne warunki zależne m.in. od rozmieszczenia satelity na orbicie i położenia Ziemi wobec Słońca. System nie przewidział takiego wariantu, powstało wrażenie, że lecą na terytorium ZSRR rakiety, i taki też obraz wyświetlił się na monitorze. Obserwacje Pietrowa nie zostały zgłoszone do dowództwa. Zdaniem wielu ekspertów zapobiegło to odpowiedzi zbrojnej, która najprawdopodobniej nastąpiłaby zgodnie z przyjętymi wtedy procedurami operacyjnymi i zapoczątkowałaby globalną wojnę nuklearną.