Hala ere, 1937ko urriaren 21ean, Petlyakov atxilotu egin zuten Tupolev-ekin eta TsAGIko zuzendaritza osoarekin batera, sabotaje, espioitza eta Errusiako Alderdi Faxista laguntzearen salaketa faltsuak eginez. Bere lankide asko exekutatu zituzten. 1939an espetxe batetik NKVDko "sharashka" batera eraman zuten Moskutik gertu, hegazkin diseinatzaileentzat, non TsAGIko pertsona ohi asko lanera bidaliak izan ziren. Petlyakov-i altuera handiko borroka-hegazkin bat diseinatzeko lana eman zitzaion, eta arrakastaz burutu zuen. Hala ere, esperientzia operatiboa Sobietar-Finlandiar Gerran
1939-1940ko gerra zibilak erakusten zuen hau ez zela Sobietar Aireko Indarrak behar zuena, eta Lavrentiy Beria, NKVDko burua eta "sharashka" sistemako burua, agindu zuen borrokalaria murgildu-bonbardero gisa birmoldatzea, Petlyakov eta bere lankideak aske utziko zituztela hitzemanez.