Его арестовали не сразу. В 1939 г., по надуманному обвинению в подготовке убийства руководителя ленинградской парторганизации, члена Политбюро и секретаря ЦК ВКП(б) Сергея Кирова. Киров был убит еще 1 декабря 1934 г. выстрелом из револьвера, который произвел террорист-одиночка Леонид Николаев, подкарауливший свою жертву в коридоре Смольного. После соответствующей обработки ученый, естественно, сознался во всем. Оговаривая себя, Термен «признался», что группа астрономов из Пулковской обсерватории готовилась поместить фугас в маятник Фуко, а Термен должен был радиосигналом из США (!) взорвать фугас, как только к маятнику подойдёт Киров. Следователя не смутило даже то, что маятник Фуко находится не в Пулкове, а в Казанском соборе.
Особое совещание при НКВД СССР приговорило Термена к восьми годам лагерей, и его отправили на Колыму. В лагере он немедленно изобрел самоходную тачку на монорельсе, и его вскоре забрали в так называемую «шарашку» Туполева, где у него в ассистентах был Сергей Павлович Королёв. Началась война, и Термен разработал оборудование для радиоуправления беспилотными самолетами и радиобуи для военно-морских операций. А еще Термен в этой «шарашке» сконструировал знаменитую систему подслушивания «Буран», которая, говорят, используется до сих пор. Венцом этого творения стало деревянное панно с изображением Большой печати США, которое американскому послу на праздновании 20‐летия «Артека» подарили в 1945 г. советские пионеры. Панно повесили в кабинете посла и… вскоре стали искать, откуда происходит колоссальная утечка информации. Только семь (!) лет спустя в этом панно обнаружили цилиндр с мембраной. Еще полтора года инженеры американской разведки бились над загадкой: что это такое?..