Для дальнейшей жизни и деятельности Иосиф Иванович Маркевич, ставший уже доктором, избрал малую родину – Гродненскую губернию. По распоряжению губернского врачебного инспектора он возглавил Гродненскую окружную лечебницу.
В январе 1863 года на территории Царства Польского, Северо-Западного края и Волыни вспыхнуло национально-освободительное восстание против власти Российской империи. В историю оно вошло как Польское восстание 1863–1864 годов, или Январское восстание; завершилось поражением повстанцев и привело к активизации антипольской политики российских властей.
В Гродно возникла нелегальная революционная организация, которой руководил частнопрактикующий врач Целестин Цехановский. Причастным к ней оказался и Иосиф Маркевич – ему поручили собирать денежные средства на нужды восставших. Этому способствовали служебное положение, обширные связи с населением. Несмотря на предосторожность, это не осталось незамеченным и привлекло к нему внимание властей. Среди арестованных нашлись недоброжелатели, которые дали против него показания. Маркевич был арестован и предан военно-полевому суду. На следствии вел себя мужественно и признался только в сборе денежных средств «в пользу арестантов», а участие в нелегальной революционной организации всячески отрицал. Из-за недостаточности улик суд вынужден был его освободить, но под надзор полиции. После выхода из тюрьмы он снова начал собирать пожертвования, но заболел. Вскоре после выписки из госпиталя Маркевича арестовали; как «неблагонадежному» ему даже угрожала смертная казнь.
Подход к решению проблем у гродненского, минского и виленского генерал-губернатора Михаила Муравьева заключался в убеждении, что чем жестче он возьмется за подавление восстания, тем скорее и с меньшим числом жертв его подавит. В историю он вошел как Муравьев-Виленский и как Муравьев-вешатель, поскольку прибегал и к мерам устрашения – публичным казням, которым, однако, подвергались лишь непримиримые участники восстания и виновные в убийствах и которые осуществлялись лишь после тщательного разбирательства. Всего за годы правления Муравьева были казнены 128 человек, еще от 8,2 до 12,5 тысячи человек было отправлено в ссылку, в арестантские роты или на каторгу.
Приговор, вынесенный Муравьевым Иосифу Маркевичу, оказался менее суровым, чем следовало ожидать: сослать на жительство в Пермскую губернию под строгий надзор полиции, а на его имущество наложить секвестр. При проведении инвентаризации установлено, что ему принадлежали следующие вещи: комнатная мебель, носильное платье, чайный и столовый прибор из накладного серебра – всего на сумму 126 рублей 55 копеек. В 1866 году это малоценное имущество было возвращено владельцу.
В связи с тяжелой болезнью Иосифа Маркевича его жена Валерия (из рода Пилецких) обратилась к Муравьеву с прошением: дескать, муж не может ехать в Пермь, так как страдает эпилепсией и аритмией сердца, из-за чего вынужден часто лечиться в госпитале.
По указанию генерал-губернатора было проведено медицинское освидетельствование Маркевича, комиссия подтвердила плохое состояние здоровья арестованного, но выдала заключение, что следовать в ссылку он может в сопровождении лица, сведущего о его болезнях. На жительство Маркевич был определен в Красноуфимск, затем переведен в Шадринск.
Вслед за ним туда добровольно прибыла и жена. В связи с бедственным положением Маркевич вынужден был обращаться к местным властям с просьбой о назначении денежного пособия.
Об этом 28 февраля был поставлен в известность гродненский губернатор, но он отказал в пособии, поскольку доход от конфискации имущества ссыльнопоселенцев был незначительным.
Пермскому губернатору ничего не оставалось, как приказать губернской казенной палате назначить им испрашиваемое пособие. В дальнейшем, чтобы прекратить выдавать это пособие, власти решили перевести Маркевича дальше за Урал, в Талицы. Из-за недостатка врачей там ему разрешили работать по специальности.
Разрешение покинуть Сибирь Маркевич получил в 1868 году, когда закончился четырехлетний срок ссылки. Право на свободное поселение он получил в урезанном виде. Ему было запрещено проживание в обеих столицах и на родине, в имении Щёново Новогрудского уезда.
В 1871 году он обратился во врачебное отделение Гродненского губернского правления с просьбой о выдаче аттестата о предыдущей службе. В документе, который ему был выдан, указывалось о его увольнении из окружной лечебницы за причастность к восстанию и ссылке в отдаленные губернии. С таким аттестатом поступить на государственную службу в белорусских губерниях было невозможно. Поэтому по возвращении из Сибири Маркевич поселился в Варшаве, где в то время можно было свободно заняться частной практикой. Как сторонник гуманизма и человеколюбия, он решил посвятить себя общественной медицине и благотворительности.