Dopiero po stabilizacji, operatorzy rozpoczęli ponowne podnoszenie mocy reaktora.
Reaktor powoli zwiększył moc do 200 MW, czyli poziomu trzykrotnie niższego niż wymagany do eksperymentu. Mimo tego nie przerwano go – na jego kontynuację nalegał Diatłow, który lekceważył zastrzeżenia operatorów (którzy nie dorównywali mu ani pozycją, ani doświadczeniem zawodowym). Zgodnie z planem 26 kwietnia (sobota) o godzinie 01:05 zwiększono obieg wody chłodzącej. Przepływ chłodziwa przekroczył górny limit o godzinie 01:16. Zwiększone chłodzenie obniżyło temperaturę rdzenia reaktora i, co za tym idzie, ilość pary wodnej. Woda w stanie ciekłym pochłania więcej neutronów niż para, w efekcie czego moc reaktora ponownie spadła. Zrekompensowano to jeszcze dalszym wysunięciem prętów kontrolnych.