В 1670 г. началась новая волна репрессий в отношении приверженцев дониконовских обрядов. В марте на Мезени были повешены ученики Аввакума Фёдор Юродивый и Лука Лаврентьевич. Сыновей Аввакума Ивана и Прокопия приговорили к повешению, но они «повинились» и были вместе с матерью посажены в земляную тюрьму. 14 апреля 1672 г. над пустоозерскими сидельцами протопопом Аввакумом, священником Лазарем, дьяконом Фёдором и иноком Епифанием состоялась вторая «казнь». Узники были под конвоем стрельцов подведены к месту, где стояла плаха и ждал палач. Осуждённые на казнь стали прощаться друг с другом, а протопоп Аввакум благословил место истязания — плаху. Лазарю резали язык и отсекли руку по запястье; Фёдору вместе с языком отрубили руку до половины ладони; Епифанию резали язык и отсекли четыре пальца. Протопоп Аввакум был приговорён к заточению в земляной сруб и содержанию его там на хлебе и воде. Протопоп Аввакум рыдал и бранился, что он «отлучен от братии». Сященник Лазарь сам расправлял себе язык, помогая палачу отсечь его. Было много крови. Ей он обагрил 2 полотенца, одно из них он бросил в толпу как знак благословения, а отрубленную свою руку поднял, поцеловал и положил к себе за пазуху.

После казни «пустоозерские узники» были переведены из крестьянских домов в тюрьму, которая представляла собой четыре сруба, осыпанные землёй. Каждый сруб был обнесён тыном, а все вместе общим острогом. До потолка можно было дотянуться рукой. Вверху сруба имелось маленькое оконце, куда стражники подавали пищу и через которое узники выбрасывали нечистоты. Весной в тюрьмах было много воды, а зимой едкий печной дым выедал глаза и удушал.

Несмотря на тягостные условия заключения в Пустозерске, Аввакум продолжал борьбу за старую веру: из этого отдалённого уголка на всю Россию раздавалась его проповедь. То обращался он к властям с увещанием обратиться к старой вере, то писал к своим единомышленникам, ободряя их, возбуждая их ревность, увещевая их к страданиям за истинную веру, наставляя, как устроить свою жизнь, разрешая различные их недоумения. Аввакум являлся не только духовным наставником, но и духовным отцом. По его собственному подсчёту, число духовных детей доходило до 600.
6 января 1681 г. — в день Богоявления — московские старообрядцы, как сообщалось в объявлении Синода 1725 г., «безстыдно и воровски метали свитки богохульныя и царскому достоинству безчестныя» и в соборных церквах церковные ризы «и гробы царския дехтем марали... наущением того же расколоучителя и слепаго вождя своего» Аввакума. «Он же сам... на берестяных хартиях начертывал царския персоны и высокия духовныя предводители с хульными надписании, и толковании». Эти события ускорили развязку. 8 февраля 1682 г. царь Фёдор Алексеевич получил санкцию духовного собора поступать с раскольниками «по государеву усмотрению». В Пустозерск направляется капитан стрелецкого стремянного полка И.С. Лешуков, который проводит здесь спешный сыск по поводу распространения Аввакумом из земляной тюрьмы «злопакостных» и «злохульных» писаний, направленных против царя и высшего духовенства. 14 апреля 1682 г. в пятницу на страстной неделе Аввакума, Лазаря, Епифания и Фёдора повели на третью смертную казнь. Они были приговорены к сожжению на костре «за великие на царский дом хулы». Для них был приготовлен новый сруб. Перед смертью приговорённые попрощались друг с другом. Дьякон Фёдор подошёл к Аввакуму и тот благословил его.