Луку отправили в Москву, где ОГПУ освободило его. То было время временного отступления большевистской власти от жесткой линии в борьбе с верой, слишком сильным оказалось сопротивление православных верующих, слишком резким осуждение гонений на Церковь со стороны западных стран, в сотрудничестве с которыми нуждалась Советская власть. Владыка Лука несколько раз встречается с освобожденным Патриархом Тихоном, служит с ним литургию. Патриарх не только одобрил епископскую хиротонию профессора, но, будучи сам высокообразованным человеком, благословил епископа Туркестанского и Ташкентского заниматься и далее хирургией.
Смягчение политики власти в борьбе с Церковью вовсе не означало прекращения этой борьбы. Уже осенью 1923 года святитель Лука был арестован, а в начале зимы отправлен в первую ссылку. Тюмень, Омск, Новосибирск, Красноярск, Енисейск, деревня Хая на реке Чуне, Туруханск, селение Плахино за Полярным кругом – таковы этапы первой ссылки епископа-профессора. Его везли то в «столыпинском» вагоне вместе с уголовниками, то в санях в 40-градусный мороз, то гнали пешком. Он обнаружил у себя миокардит; еда была скудная, вещи нередко крали, условия жизни в северном поселении оказались первобытно убоги… Но святитель не изменил своему призванию, ведь испытания ломают слабых, а сильных лишь закаляют. Везде, где возможно, он служил литургию; везде, где требовалось, он лечил людей, подчас совершая трудные операции.
По окончании срока ссылки в январе 1926 года святитель Лука вернулся в Ташкент. Там ожидал его удар со стороны недавнего сподвижника: вернувшийся также из ссылки священник Михаил Андреев представил о нем неблагоприятные отзывы заместителю Местоблюстителя Патриаршего престола митрополиту Сергию (Страгородскому). По совету находившего в Ташкенте в ссылке митрополита Арсения (Стадницкого) святитель Лука подает прошение об увольнении на покой, которое было удовлетворено в 1927 году. Это было отступление от следования воле Божией. Позднее сам святитель Лука расценивал свое решение как «начало греховного пути», за чем последовало и «Божье наказание за него». Теперь ему осталась лишь врачебная практика на дому и пребывание на богослужении в Сергиевской церкви Ташкента, во время которых он стоял в алтаре.
В 1930 году произошел новый арест и, после года тюремного заключения, ссылка на три года в Архангельск. И в этом городе святитель занимался лечением людей, проводил операции. В 1933 году, «оставленный Богом и лишенный разума», по собственным словам, он вновь отказался от предложенной епископской кафедры. Напротив, преисполнившись честолюбия, епископ Лука пытался договориться с представителями власти о продолжении его исследований по гнойной хирургии. Но ни в чем не стало успеха: впервые у него пошли неудачные операции, он перенес тяжелую болезнь с осложнением на глаза. Обо всем этом честно и безжалостно к себе святитель рассказал в автобиографии.
В 1937 году последовали новый арест и ссылка в село Большая Мурта Красноярского края. Владыке уже исполнилось шестьдесят лет. Казалось бы, естественная усталость вкупе с перенесенными тяжелейшими испытаниями должны были смирить его, подчинить беспощадному гнету власти. Но святитель Лука оказался в высокой степени преисполнен внутренней свободы. Его глубокая вера, закаленная в немалых испытаниях и искушениях, позволила ему освободиться от всего мирского и в полной мере ощутить себя рабом Божиим, покориться воле Божией – и это дало ему, гонимому священнослужителю, трижды судимому и ссыльному, свободу и независимость. Он направляет наркому обороны СССР К. Е. Ворошилову письмо, в котором просит позволить ему продолжить работу по проблемам гнойной хирургии, крайне важной для военно-полевой хирургии в условиях надвигающейся войны. Видимо, вследствие положительного решения чекисты позволили епископу-профессору два месяца поработать в библиотеке Томского университета, благодаря чему он успел перечитать всю новейшую литературу по гнойной хирургии на немецком, французском и английском языках. По возвращении в Большую Мурту можно было закончить большой труд. В этом селе владыку Луку застала Великая Отечественная война.
В первые дни войны ссыльного Войно-Ясенецкого назначили главным хирургом эвакогоспиталя в Красноярске. Работа отнимала у него много времени, но результаты ее оказывались неизменно более успешными, чем в других госпиталях, особенно при операциях на больших суставах. «Раненые офицеры и солдаты очень любили меня, – рассказывал владыка Лука. – Когда я обходил палаты по утрам, меня радостно приветствовали раненые. Некоторые из них… неизменно салютовали мне высоко поднятыми прямыми ногами».
Будучи профессионалом высочайшего уровня, владыка Лука не терпел разгильдяйства и нерадивости, требовал полной самоотдачи и от врачей, медсестер, санитаров. И раненых, и медперсонал поражало то, что епископ Лука в своем кабинете повесил икону, перед операциями всегда совершал молитву, на врачебных совещаниях занимал место в президиуме в рясе, клобуке и с панагией на груди.