5 августа 1967 года во время пародии на суд в стенах Чжуннаньхая Лю твердо стоял на своем, давая короткие ответы. Когда он попытался что-то добавить, на его голову дождем посыпались цитатники Мао, и его голос заглушила толпа, выкрикивавшая бессмысленные лозунги. Супругов Лю толкали, пинали, им выкручивали руки, их дергали сзади за волосы, чтобы открыть лица для фотографов и кинооператоров. В какой-то момент судилище было прервано, и подручный Мао приказал снять кинокамерами еще больше жестокого насилия. На пленке видно, как Лю повалили на землю и топтали ногами. Проявляя невероятный садизм, привели детей Лю, включая шестилетнюю дочь, и заставили смотреть на мучения родителей. При этой мерзкой сцене присутствовала особый наблюдатель Мао — его дочь Ли На.
Возможно, Мао получил удовлетворение от мучений супругов Лю, но он не мог не заметить, что раздавить их не удалось. В какой-то момент Гуанмэй вырвалась и крепко уцепилась за край одежды мужа. Несколько минут под градом пинков и ударов супруги держали друг друга за руки, пытаясь стоять прямо.
Гуанмэй пришлось дорого заплатить за свою храбрость. Через месяц с небольшим ее обвинили в шпионаже в пользу Америки, на всякий случай — Японии, а также Чан Кайши. Двенадцать лет, до самой смерти Мао, она провела в тюрьме строго режима Циньчэн; там ей подолгу не разрешали ходить, поэтому даже много лет спустя она не могла выпрямиться. Гордая женщина так и не сдалась. Следователи требовали ее казни, но Мао сказал «нет». Он не хотел, чтобы ее мучения так быстро кончились.
Братья и сестры Гуанмэй были брошены в тюрьму, как и ее семидесятилетняя мать, которая через несколько лет умерла в заключении. Дети супругов Лю остались бездомными, их избивали и сажали в тюрьму. Один из сыновей Лю от первого брака покончил с собой. Тем временем — вполне в маоистском духе — дом Лю, стоявший совсем рядом с домом Мао, стал местом его медленной и мучительной смерти.
Лю было уже почти семьдесят, и его здоровье быстро ухудшалось. Одну ногу парализовало, и он практически не спал, так как снотворное, от которого он давно зависел, отобрали. Его держали живым, но и только. 20 декабря 1967 года его тюремщики записали, что «держат его едва живым, на грани голодания… Чай давать перестали…». Лечение болезней, угрожающих жизни, — пневмонии и диабета — превращалось в очередное закручивание гаек по-маоистски: оказывая помощь Лю, врачи оскорбляли и проклинали его. А вот о его душевном здоровье заботиться никто не собирался, скорее наоборот. 19 мая 1968 года тюремщики отметили, что он «почистил зубы расческой с мылом, надел носки поверх ботинок, а трусы поверх брюк…». И в обязательном жестоком стиле добавили, что Лю «прикидывается идиотом и устраивает одну отвратительную глупость за другой».
В то лето Мао дважды передавал через Ван Дунсина приказ врачам и тюремщикам «сохранить ему жизнь до того, как пройдет IX съезд». На съезде Мао собирался исключить Лю из партии. Если бы Лю умер, эта клоунада не принесла бы Мао желанного удовлетворения. Было очевидно, что, как только съезд кончится, Лю оставят умирать.
К октябрю 1968 года Лю пришлось кормить искусственно через нос; казалось, он может умереть в любую минуту. Мао не был готов к съезду, и потому спешно созвали Центральный комитет (точнее, его жалкое меньшинство, всего 47 процентов первоначального состава — остальных уже вычистили), чтобы исключить Лю из партии. Пленум также снял Лю с поста председателя КНР — это был шаг, который никак не соответствовал конституционному порядку.
Поразительно, что следователи Лю не смогли закончить его дело. Мао сказал им, что хочет обвинения в шпионаже, чтобы снять все политические вопросы. Кроме того, обвинение не должно было касаться связей Лю с самим Мао. Мао так боялся, что Лю с кем-нибудь поговорит, что следователям запретили не только задавать вопросы, но даже встречаться с подследственным. Вместо этого множество других людей было брошено в тюрьмы и подвергалось допросам, чтобы получить против него показания. Отчасти для того, чтобы вместить главных задержанных по делу Лю, «элитную» тюрьму Циньчэн, построенную при помощи русских советников в 1950-х годах, пришлось расширить в полтора раза. Первым обитателем этой тюрьмы в годы «культурной революции» стал Ши Чжэ, который переводил беседы Лю со Сталиным; требовали, чтобы он признал Лю русским шпионом. Здесь же сидел американец Сидней Риттенберг, знавший госпожу Лю в 1940-х годах. От него добивались показаний о том, что он завербовал супругов Лю для американской разведки. (Риттенберг вспоминал, что следователи даже пытались изображать бешенство, но ему казалось, что они все-таки не верят в свои обвинения.) Делались также попытки заставить бывших руководителей разведки Гоминьдана признать, что Гуанмэй когда-то работала на них.