W Andiżanie zapadł na tropikalną chorobę, wskutek której doszło u niego do odklejenia siatkówki, co sprawiło, iż musiał udać się na operację do Moskwy. W 1934 wydał swoją najważniejszą pracę z dziedziny medycyny – Zarys chirurgii przypadków ropnych.
Trzecia zsyłka i pobyt w Krasnojarsku W 1935 biskup został ponownie zatrudniony w szpitalu w Taszkencie. 24 lipca 1937 został tamże aresztowany i oskarżony o członkostwo w kontrrewolucyjnej organizacji założonej przez duchowieństwo eparchii taszkenckiej i Azji Środkowej. Razem z nim uwięzieni zostali biskup diecezjalny Borys (Szypulin), archimandryta Walenty (Lachocki) oraz grupa białychTj. niezakonnych. duchownych. Łukaszowi (Wojno-Jasienieckiemu) zarzucono również udzielanie wsparcia materialnego zesłanym hierarchom prawosławnym: Eugeniuszowi (Kobranowowi), Makaremu (Karmazinowi), Porfiremu (Gulewiczowi), Antoniemu (Abaszydze), Cyrylowi (Smirnowowi) i Józefowi (Pietrowychowi), co faktycznie czynił, oraz zabijanie pacjentów podczas operacji w szpitalu w Taszkencie. Biskup został osadzony w karcerze, pobity, następnie zaś poddany trzynastodniowemu nieprzerwanemu śledztwu, po którym podpisał przedstawiony mu protokół zeznań. Planowane były jego dalsze przesłuchania, jednak NKWD zrezygnowało z nich z powodu bardzo złego stanu zdrowia aresztowanego.