Летом 1938 года начальник отдела ракетных летательных систем московского Ракетного научно-исследовательского института 31-летний Сергей Павлович Королев был арестован по печально знаменитой 58-й статье как участник контрреволюционной троцкистской организации, якобы действующей внутри РНИИ, а также за срыв сдачи новых образцов вооружения (ранее по «делу РНИИ» подверглись аресту Клейменов, Лангемак, Глушко).
Председательствовал на заседании Военной коллегии Верховного суда армвоенюрист Василий Ульрих, «через руки» которого прошли десятки тысяч репрессированных. 27 сентября 1938 года Сергей Королев был приговорен к 10 годам заключения и отправлен на Колыму.
Осенью 1940 года он был переведен в новое место заключения – московскую спецтюрьму НКВД, где под руководством А.Н.Туполева, также заключенного, принимал активное участие в создании бомбардировщиков Пе-2 и Ту-2 и одновременно разрабатывал проекты управляемой аэроторпеды и нового варианта ракетного перехватчика.
Это послужило причиной для перевода Королева в 1942 году в другое КБ тюремного типа при Казанском авиазаводе, где велись работы над ракетными двигателями новых типов с целью применения их в авиации. Королев со свойственным ему энтузиазмом отдается этой работе.
Но арест и пребывание в ГУЛАГе навсегда заразили Королева пессимистическим отношением к окружающей действительности. По воспоминаниям близко знавших его людей, любимой поговоркой Сергея Павловича была фраза «Шлепнут без некролога».
Сергей Павлович Королев был освобожден в 1944 году и реабилитирован 19 апреля 1957 года.