Sechs Wochen lang leugnete die Regierung etwas über Vanunus Verbleib zu wissen es ihm gelang aus einem Polizeibus heraus Journalisten eine Nachricht zukommen zu lassen indem eine heimlich auf seine Handinnenfläche geschriebene Nachricht M - was hijacked - in Rome - 30.9.86 - came to Rome - BA Fly 504" an die Fensterscheibe hielt. Landesverrats und Spionage wurde er schließlich zu 18 Jahren Gefängnis verurteilt von denen er etwa 11 in Isolationshaft verbrachte. Während einer Australienreise 1986 ist er zum Christentum übergetreten.
1998 wurde das Vanunu-Gesetz verabschiedet welches es Strafvollzugsbehörden erlaubt auch die an Parlaments-Abgeordnete gerichteten zu öffnen. Dies war zuvor wegen deren Immunität verboten.
In Israel gilt Vanunu mehrheitlich als während er im Ausland ein gewisses Maß Unterstützung genießt. Gleichzeitig kursiert auch immer wieder Verschwörungstheorie vom «nützlichen Idioten» der es Israel seinen Status auf Atommacht publik werden zu ohne dies offiziell zugeben zu müssen.
Am 21. April 2004 wurde Vanunu unter strengen Auflagen freigelassen. anderem darf er Israel nicht verlassen darf keiner ausländischen Botschaft nähern und muss über geplante Ortswechsel ablegen. Außerdem darf er weder das Internet noch Handys benutzen und jeder Kontakt mit ausländischen Journalisten ist ihm verboten.