Однако испытания, выпавшие на долю экипажа "Союза-23", на этом не закончились. Садиться пришлось глубокой ночью при снежном буране. Вячеслав Зудов вспоминал: "Нам дана команда на посадку. До чего же было обидно, столько лет подготовки! И мы еще тогда не знали, что это наш первый и последний полет в космос. А дальше события развивались, как в детективе. Это в середине-то октября: мороз за минус двадцать градусов, пурга. В иллюминаторы ничего не видно. Шлепок, не похожий на удар о землю. Не удавалось понять, почему нас болтает; может, мы где-то в море? Это мы только позже поняли, что приводнились на довольно большое озеро Тенгиз. Отстреливается основной парашют, и следом за ним — рывок <…> и выходит запасной парашют и переворачивает спускаемый аппарат "с ног на голову", и мы оказываемся в этом шарике вниз головой. С трудом, с помощью друг друга нам удается стянуть с себя скафандры. <…> Мы ждем спасателей, еще не зная, где мы приводнились, так как все системы связи под водой. Но и спасатели не знают, где мы и что с нами, так как посадка нештатная, пурга, темно. Вертолеты в такую погоду не поднимаются, а вездеходы не знают, где нас искать. Постепенно наше жилище охлаждалось как снаружи, так и изнутри. Все стало покрываться изморозью, а на нас были только спортивные шерстяные костюмы и шерстяные шапочки. Сколько еще нам предстоит находиться в таком положении, мы не знали. Да и система регенерации не беспредельна. Стали в целях экономии ее отключать, голову в иней — и хоть недолго, но не дышали. Буря утихла к утру. Поисковики определили место нашего нахождения, да и мы уже знали, что приводнились на озеро".
Главной проблемой стала высокая соленость озера Тенгиз: оно практически не замерзает даже при сильном морозе, покрываясь шугой. В таких условиях эвакуировать спускаемый аппарат можно исключительно вертолетом. Как только над Тенгизом появились первые проблески рассвета, к спускаемому аппарату были доставлены аквалангисты. С космонавтами наладили связь, хотя она оставалась неустойчивой. После нескольких безуспешных попыток аквалангистам удалось прицепить трос, но грузоподъемность вертолета "Ми-8" не позволяла поднять его в воздух.
"После одиннадцати часов пребывания в спускаемом аппарате, — рассказывал Вячеслав Зудов, — нас подцепили тросом к вертолету и потащили волоком по воде и трясине к берегу. <…> Вот это, по-моему, один из самых незабываемых эпизодов моей космической жизни. Но самое примечательное в том, что в отряде был единственный моряк-водолаз — Рождественский. И нас именно с ним угораздило приводниться. Это пока что единственный случай в истории отечественной космонавтики".
К сожалению, приземление в столь экстремальных условиях имело и трагические последствия: курировавший операцию спасения подполковник КГБ Юрий Дерябин отдал свой полушубок одному из космонавтов, сильно простудился и через некоторое время умер.
Разбор ситуации выявил ряд серьезных недостатков в организации службы поиска и спасения. Вылет группы задержался. На некоторых вертолетах отсутствовали плавсредства, поскольку никто не подумал, что придется работать на воде. По итогам был подготовлен доклад с перечислением всех недостатков, выявленных в ходе операции на озере Тенгиз, и на его основе было решено создать в Центре подготовки космонавтов "Самостоятельное отделение испытаний средств аварийного спасения, приземления, эвакуации и подготовки космонавтов к действиям после вынужденной посадки в экстремальных условиях различных климатогеографических зон".