[Jekson]

В 1938 г. Королев был арестован Военной Коллегией Верховного Суда СССР по статье 58-7, 11. Он был приговорен к 10 годам лагерей. В 1940 г. срок сокращён до 8 лет лагерей, освобождён в 1944 г., а полностью он был реабилитирован в 1957 г. Арест и пребывание в ГУЛАГе навсегда заразили Королёва пессимистическим отношением к окружающей действительности. По воспоминаниям близко знавших его людей, любимой поговоркой Сергея Павловича была фраза «Шлёпнут без некролога…»

Год он провёл в Бутырской тюрьме. На допросах подвергался жестоким пыткам и избиениям в результате которых Королёву сломали челюсти (также получил сотрясение мозга). В 1939 г. попал на Колыму, где находился на золотом прииске Мальдяк и был занят на «общих работах». В 1940 г. направлен на новое место заключения - в московскую спецтюрьму НКВД ЦКБ-29, где под руководством А.Н. Туполева, также заключённого, принимал активное участие в создании бомбардировщиков Пе-2 и Ту-2 и одновременно инициативно разрабатывал проекты управляемой аэроторпеды и нового варианта ракетного перехватчика. Это послужило причиной для перевода Королёва в 1942 г. в другое КБ тюремного типа - ОКБ-16 при Казанском авиазаводе № 16, где велись работы над ракетными двигателями новых типов с целью применения их в авиации.