За время эпидемии, длившейся с 17 октября 1878 по 27 мая 1879 в самой станице переболело 454 человека, из них умерло 372. Ветлянка стала центром эпидемии, откуда она проникла в селения Пришиб, Старицкое, Удачное, Михайловской и Селитренское. Общее число погибших составило 434 человека (из 520 заболевших).
Жертвами чумы стали медицинские работники: врачи Василий Федорович Кох, Михаил Львович Морозов и Александр Агафонович Григорьев, фельдшеры Константин Александрович Беляков, Викентий Трубилов, Семен Семенович Семенов, Федор Ефимович Анискин и Устин Яковлевич Коноплянников, сестра милосердия Наталья Добрынина, а также 13 человек из числа лиц, ухаживающих за больными. Ветлянинский священник Матвей Никифорович Гусаков ухаживал за больными, исповедовал и причащал умирающих, заразился и погиб вместе со своей матерью Акулиной Трофимовной и беременной женой Евлампией Ивановной.
Современники впоследствии отмечали, что в истории ветлянинской эпидемии имели факты поразительного бездействия со стороны местной администрации и врачебного персонала. Местный станичный фельдшер Трубилов сообщил окружному врачу Лаврову 27 октября о первых смертях, и только 13 ноября(!) начальником отдела Астраханского казачьего войска был командирован окружной врач Кох, 18 ноября в Ветлянку прибыл доктор А.К. Депнер, 26 декабря – доктор В.М. Никольский, 27 декабря – доктор Красовский. Болезнь долгое время не могли диагностировать, звучали диагнозы «пнеймо-тиф», «крупозная пневмония», «малярия» и пр., карантинное оцепление вокруг станицы было организовано только 21 декабря. В конце декабря 1878 года был организован карантин в близлежащих поселениях. Было запрещено движение обозов по Московскому тракту через Енотаевский уезд, Ветлянская почтовая станция прекратила работу.
Генерал-адъютант, граф М.Т. Лорис-Меликов (1824-1888) был назначен временным астраханским, саратовским и самарским генерал-губернатором, с почти неограниченными полномочиями для борьбы с эпидемией. Он организовал оцепление зараженного района от Светлого Яра до Замьяновской станицы. Еще одним кольцом была оцеплена вся губерния пикетными постами в 3-5 верстах друг от друга. За организацию борьбы с эпидемией М.Т. Лорис-Меликов был удостоен ордена Св. Александра Невского.
После Ветлянинской эпидемии Министерство внутренних дел издало циркуляр об улучшении санитарного быта русских городов. На государственном уровне одним из важнейших следствий стал пересмотр Карантинного и Медико-полицейского устава, на губернском – создание медицинских комиссий для изучения чумы, комитетов общественного здравия и санитарный комиссий.