Po wszczęciu procesu filomatów w 1823 roku zorganizował pomoc finansową i prawną dla objętych śledztwem kolegów, jednak wkrótce sam stał się przedmiotem zainteresowania rosyjskiej policji. Po procesie filaretów zesłany do Rosji, najpierw do Petersburga, a w latach 1825–1831 przebywał w Moskwie, gdzie był zatrudniony w bibliotece na Uniwersytecie Moskiewskim. Mimo oddalenia od ojczyzny, Onufry kontynuował gromadzenie dziedzictwa filomatów – listów, dzieł literackich. Archiwum zawierało około tysiąca listów m.in. Mickiewicza, Czeczota, Zana, Pietraszkiewicza, Domeyki i wielu innych, a także ich wiersze, przemówienia i pieśni.
W wyniku donosu Mikołaja Sungurowa w 1831 roku Onufry Pietraszkiewicz został skazany na karę śmierci za organizowanie ucieczki internowanych polskich oficerów z Korpusu Litewskiego do Powstania listopadowego, a następnie karę zamieniono na zesłanie na Syberię (1832-1860) do Tobolska, gdzie dotarł pieszo w pół roku. Jednocześnie został "pozbawiony szlachectwa" i tytułu magistra. W tym czasie dziedzictwo Filomatów przechowywał Michał, brat Onufrego, w majątku koło Szczuczyna. W Tobolsku był organizatorem i dysponentem biblioteki tobolskiej przejętej po Piotrze Moszyńskim, pracował jako nauczyciel francuskiego i w urzędzie. Zasłynął jako opiekun zesłańców.