Первое убийство напугало Чикатило, и 3 года он никого не убивал. Однако 3 сентября 1981 года он убил 17-летнюю проститутку Ларису Ткаченко. Уведя её в лесополосу, он попытался заняться с ней сексом, но у него не получалось возбудиться. Когда Ткаченко стала над ним издеваться, он нанес ей несколько ножевых ранений, забил рот грязью, задушил и откусил соски. Труп обнаружили на следующий день.

Почти через год, 12 июня 1982 года, он убил 12-летнюю Любовь Бирюк. Серия убийств началась: в 1982 году Чикатило убил в общей сложности семь детей в возрасте от 9 до 16 лет. С будущими жертвами он знакомился на автобусных остановках и вокзалах, под каким-либо благовидным предлогом (показать короткую дорогу, щенков, марки, видеомагнитофон и т. д.) заманивал их в лесополосу и, пройдя достаточно далеко в глубь леса (порой жертвы проходили с убийцей несколько километров — Чикатило всегда шёл впереди), неожиданно набрасывался с ножом. На изуродованных телах убитых обнаруживали до шестидесяти ножевых ранений, у многих были отрезаны и откушены носы, языки, гениталии, груди, выколоты глаза[12] (Чикатило не мог выносить взгляда своих жертв). Среди его жертв было немало бродяг, алкоголичек и умственно отсталых. С жертвой он редко мог совершить половой акт и достигал оргазма в момент убийства, прикасаясь к трупу половым членом