Sądzony był na podstawie dekretu o stanie wojennym, przez Sąd Śląskiego Okręgu Wojskowego. Jako przewodniczący Komitetu Strajkowego został skazany na karę 7 lat więzienia i 4 lata pozbawienia praw publicznych. Podczas rozprawy Stroczyński w ramach protestu wskoczył nogami na ławę oskarżonych i odśpiewał hymn państwowy.
Wyrok pozbawienia wolności, Mirosław Stroczyński odbywał kolejno w areszcie w Katowicach, a następnie w zakładach karnych we Wrocławiu i Strzelinie. W więzieniu był współorganizatorem i przywódcą wraz z Czesławem Lipką i Januszem Pałubickim, najdłuższego w historii polskiego więziennictwa strajku głodowego, w którym osadzeni opozycjoniści domagali się uznaniach za więźniów politycznych. Strajk trwał 54 dni od 5 grudnia do 27 stycznia 1984 r. W lipcu 1984 r., został zwolniony na mocy amnestii.