Сослуживцы вспоминали такой случай. Однажды на подоконник из квартиры на пятом этаже вылез мальчишка и в страхе застыл. А внизу уже собралась толпа. Стали уговаривать мальчонку вернуться внутрь, но тот боялся даже пошевелиться. Бондаренко отреагировал мгновенно: поднялся по водосточной трубе на пятый этаж и снял ребенка с подоконника. «Меня и теперь трясет, когда вспоминаю, как Валентин поднимался по водосточной трубе. А ведь каждую секунду он мог свалиться вместе с трубой, – рассказывал летчик-космонавт СССР Георгий Шонин. – Но тогда все окончилось благополучно. Внизу Валентина встретили как героя, а он, улыбаясь, отмахнулся: «Бывает и куда сложнее».
По графику в Институте медико-биологических проблем Валентин Бондаренко начал испытания 13 марта 1961 г. Трагедия произошла, когда космонавт заканчивал 10-суточное пребывание в сурдобарокамере, установленной в НИИ-7 ВВС (впоследствии Институт авиационной и космической медицины) в Москве, около станции метро «Динамо». Летчиков испытывали в условиях, близких к тем, которые должны были их ждать на космическом корабле. Кроме прочего, надо было выдержать испытание одиночеством и тишиной. Пониженное давление в сурдобарокамере компенсировалось высоким содержанием кислорода. В конце испытания В. Бондаренко совершил спонтанную непоправимую ошибку, которая привела его к гибели: после окончания медицинских тестов снял с себя датчики, которые были закреплены на теле, протер места, где были датчики, смоченной в спирте ватой и неосторожно выбросил ее. Вата попала на спираль раскаленной электроплитки и мгновенно вспыхнула. В атмосфере чистого кислорода огонь быстро распространился на всю камеру. На Бондаренко загорелся шерстяной тренировочный костюм.
Петр Струщенко, ветеран-испытатель Байконура, лично не был знаком со своим земляком Бондаренко, но историю его гибели знал, поскольку сам находился на космодроме, когда произошла трагедия: «У сурдобарокамеры круглосуточно дежурили три человека. Более того, за происходящим постоянно следили телекамеры. Как только увидели, что внутри пожар, сразу начали выравнивать давление, чтобы открыть двери. Но они были закрыты на замки. Пока одну открыли, вторую… Бондаренко вывалился на руки медиков и сказал: «Не вините никого – я сам виноват».
У испытателя обгорело девяносто процентов тела. Его доставили в Боткинскую больницу, из г. Звездного привезли жену. Анна Бондаренко всегда вспоминала тот день со слезами. Она увидела мужа, полностью перебинтованного. «Да, он узнал, что я пришла. Узнал… Говорит: «Ну, Анюта, все». И нас сразу увезли. В три часа дня на следующий день сказали, что он умер». За жизнь В. Бондаренко врачи боролись восемь часов. Сотрудники НИИ-7 для спасения жизни Валентина предлагали свою кровь, кожу для пересадки. Но, к сожалению, оказались бессильны.
Так первый отряд космонавтов понес первую потерю: 24-летний В. Бондаренко погиб 23 марта 1961 г., за 19 дней до полета Юрия Гагарина.
Гибель Валентина Васильевича еще раз заставила специалистов задуматься о том, что в космонавтике мелочей не бывает. С того рокового дня во время подготовки космонавтов на тренажерах больше трагических случаев не было.
Друг семьи Бондаренко, Геннадий Денисов, несколько десятков лет собиравший информацию о земляке, считал: «Своей жизнью он спас жизни всем последующим космонавтам. Мы же мгновенно изменили среду, изменили испытания, усилили противопожарные средства».
После гибели Бондаренко его жена Анна осталась работать в Центре подготовки космонавтов. Сын Александр стал военным летчиком. Много лет спустя он назвал своего ребенка в честь деда – Валентином.
После трагедии были слухи о том, что Валентин сгорел в ракете. Еще одна легенда, которая связана с именем Бондаренко: если бы он не погиб, то полетел бы в космос первым. Но ветераны Байконура опровергают эту версию. Так, П. Струщенко говорил: «Где был бы Валентин Бондаренко во время полета Гагарина, трудно сказать: возможно, на космодроме, возможно, был бы кандидатом на очередной пуск. На месте Гагарина он оказаться никак не мог. В группу из шести человек вошли Гагарин, Николаев, Быковский, Титов, Попович и Нелюбов».
Указом Президиума Верховного Совета СССР от 17 июня 1961 г. «за успешное выполнение задания правительства» В.В. Бондаренко был награжден орденом Красной Звезды (посмертно). Посмертно присвоили ему и звание космонавта.
Валентин Бондаренко похоронен на 10-м городском кладбище на окраине Харькова, где жили родители. На обелиске, установленном на могиле, высечена стандартная надпись: «Светлой памяти от друзей-летчиков». В 1980-х появилась приписка: «– космонавтов СССР».
