5 вересня 2004 року кандидат на пост президента Віктор Ющенко припинив свою виборчу кампанію. Він почав скаржитися на нудоту, сильні головні та шлункові болі. В австрійській клініці Rudolfinerhaus Ющенку поставили діагноз — гострий панкреатит, ускладнений отруєнням токсинами.
У квітні 2001 року Ющенко залишив посаду прем’єр-міністра. Маючи репутацію успішного українського державного діяча, він спробував сформувати опозиційний блок партій. Про це було офіційно оголошено 16 липня 2001 року під час традиційного сходження Ющенка на гору Говерла.
У січні 2002 року він очолив блок “Наша Україна”, який здобув перемогу на парламентських виборах у березні того ж року.
5 вересня 2004 року Віктор Ющенко провів три приватні зустрічі. На останній зустрічі він вечеряв на дачі заступника глави СБУ Володимира Сацюка на Осокорках у Києві в компанії голови СБУ Ігоря Смешка та свого соратника народного депутата Давида Жванії. Наступного дня Ющенко поскаржився на нудоту, сильні головні і шлункові болі, і скасував заплановані запрошення.
11 вересня head клініки Rudolfinerhaus Міхаель Цімпфер повідомив, що Ющенко став жертвою отруєння діоксинами. 17 вересня про це з трибуни Верховної Ради заявив голова виборчого штабу Ющенка, віце-спікер Верховної Ради Олександр Зінченко.
Наступного дня Віктор Ющенко повернувся в Україну для продовження своєї президентської передвиборчої кампанії.
20 вересня у Верховній Раді було створено Тимчасову слідчу комісію під головуванням регіонала Володимира Сівковича. У зв’язку з цим Генеральна прокуратура розпочала кримінальне провадження.
29 вересня, з огляду на погіршення його стану здоров’я, Ющенко знову звернувся до лікарні Rudolfinerhaus у Відні для подальшого обстеження та лікування.
25 жовтня Генеральна прокуратура закрила кримінальну справу. Це рішення обумовлено висновками українських експертів, які зазначили, що погіршення здоров’я Ющенка пов’язане з “активізацією латентної вірусної герпесної інфекції”.
По завершенню президентських виборів виник другий тур. 27 листопада Верховна Рада визнала результати недійсними через “значні порушення виборчого законодавства та прав людини”, а також застосування “технологій масштабного фальшування результатів голосування”.
Країна опинилася на межі політичної кризи.
Через тиждень Верховний Суд скасував результати другого туру голосування і призначив нове голосування. Після цього Генпрокуратура відновила розслідування справи про отруєння Віктора Ющенка.
Результати поновленого слідства не були позитивними. Справу обробляли кілька Генеральних прокурорів, передавали в СБУ і знову повертали. Опитали понад тисячу свідків, провели три експертизи в США, Нідерландах та Австрії, які підтвердили наявність діоксину в крові Ющенка. Вивчались версії про причетність до замаху на нього політичних опонентів, найближчих товаришів, іноземних розвідок та приватних осіб.
Один з підозрюваних – Володимир Сацюк, звинувачений у 2005 році у зловживанні службовим становищем та фінансових махінаціях, утік до Росії, де отримав громадянство. 26 березня 2008 року помер 51-річний Володимир Шульга, ключовий свідок, у якого Ющенко вечеряв за кілька годин до вечері на дачі Сацюка. 24 вересня 2012 року у ДТП загинув слідчий з особливо важливих справ Генеральної прокуратури Роман Шубін, який вів справи про вбивство журналіста Георгія Гонгадзе та отруєння кандидата в президенти Віктора Ющенка.
Слідство було орієнтоване на версію, що саме на дачі Сацюка і відбулось отруєння Ющенка. Проте, після цілої низки експертиз Генпрокуратура не змогла ані підтвердити, ані спростувати, що Ющенко був отруєний саме діоксином.
Військовий прокурор Анатолій Матіос заперечує версію про отруєння третього президента України Віктора Ющенка в 2004 році. Його заступник, генерал Ігор Козлов, стверджує, що отруєння не відбулось.