Возвратившись в Женеву, он получает письмо Софьи Перовской и спешно направляется в Россию на помощь товарищам по борьбе, но на границе его арестовывают. После убийства Александра II, по «Процессу 20-ти народовольцев», Н.А.Морозов приговорён к пожизненному заключению без права обжалования приговора.

«… одиночное заключение страшнее смертной казни", – вспоминал декабрист Александр Беляев. Морозов просидел в Петропавловской одиночке четыре года да двадцать один – в Шлиссельбургской. Четверть века в одиночке!…

Даже минута, как вечность, долга

в этой каморке в четыре шага! – писал он.

Многие узники не выдерживали. Умалишённых держали тут же, и другие заключённые годами вынуждены были слушать по ночам их душераздирающие вопли… Он выдержал и выжил. Болел туберкулёзом, дистрофией, трижды цингой, бронхитом несчётное число раз, страдал различными хроническими катарами, ревматизмом, его душила грудная жаба. Лечился гимнастикой, бесконечной ходьбой по камере, самовнушением и… наукой.

Всё началось с единственной разрешённой в Петропавловской крепости книги – Библии на французском, экземпляром которой пользовались ещё декабристы… Он так изучил её, что поразил священника, и тот начал приносить ему писания и жития, книги по истории церкви и богословию.

В Шлиссельбурге в его распоряжении были бумага, перо и чернила, относительный доступ к научной литературе. Каждое утро, делая длительную гимнастику, он повторял в такт движениям названия созвездий, минералов, элементов периодической системы, вспоминал физические константы, исторические имена и даты, слова и фразы на различных языках. Там он в совершенстве овладел десятью иностранными языками! Освобождённый в ноябре 1905 года, вынес на волю двадцать шесть томов своих научных сочинений. История человечества не знала и не знает ничего подобного!

Чтобы представить значение его открытий, назову лишь некоторые. Он:

– первым в астрономии высказал догадку о метеоритном происхождении лунных кратеров;

– первым сказал о малой сопротивляемости межзвёздного светоносного эфира;

– первым разработал теорию о сложном строении атомов и их взаимопревращаемости;

– первым доказал существование инертных газов и нашёл им место в периодической системе;

– первым объяснил явление изотопии и радиоактивности;

– первым объяснил причины звёздообразования;

– первым открыл многие явления в метеорологии;

– первым разработал в химии идею ионной и ковалентной связи;

– первым в биологии математически обосновал процесс естественного отбора…

И это далеко не полный перечень открытого им.