神宗元豐二年（公元一〇九九年）八月十八日，蘇東坡被押解到京城，送進了御史臺的大牢。
在跟兒子蘇邁分手的時候，作了一個約定，就是送牢飯不要送魚，除非是聽到了案情惡化的最壞消息，才送魚暗示絕望。
獄卒聽說他是鼎鼎大名的蘇大人，對他特別客氣，除了審問中受刑之外，在獄中並沒受什麼罪。
審問是八月二十日開始的，東坡堅不認罪，李定等人存心要給東坡一次下馬威，一聲吆喝，杖下如雨，可憐東坡那裏經得起如此折磨，還沒有數到四十，兩條大腿已是皮開肉綻，鮮血淋漓了。
幸虧有人把東坡受刑的情形，悄悄稟告了皇上，神宗立即下了一道聖諭，不準在審問東坡時使用酷刑，讓他自行解說詩文含義。
因此以後一連數月，東坡每次受審，必須把彈劾他的奏章裏所列舉為譭謗朝廷的詩文，一一詳加解說，累得唇焦舌痺，高踞審判席上的舒亶、李定、王珪等人，仍然不予置信，頻頻搖頭，他們雖然不敢再用重刑逼供，但每次仍加加鞭撲或杖擊，以不致皮破血流為度，反正非要折磨到他俯首認罪才肯罷休。
東坡想透了這個道理，便決定不再作任何辯解，承認他有意諷刺朝政，而且簽押了下面這張定罪的供詞：
「入館多年，未甚擢進，兼朝廷用人多是少年，所見與軾不同，以此撰作文字譏諷，意圖眾人傳看，以軾所言為當。」
至此，東坡乃甘願作待罪羔羊，任憑處置，聽天由命了。
東坡本無積蓄，入獄之後，家中主僕十口的生活全賴弟弟子由接濟。蘇邁隨父親進京，所帶銀錢一路花用，所剩已不多，每天除了給父親送牢飯，還要四處託人打聽案情的發展是吉是凶。
一天夜裏，蘇邁一個人在竹竿巷老宅裏，枯坐燈下，為錢將用盡發愁，想來想去想不出好法，最後決定先把隨身帶的幾件質料較好的衣服，拿去典當一些錢來應急。
當他打開包袱，整理衣物的時候，在一件長衫口袋裏發現一包硬硬的東西，這才想起在湖州臨上船那天，有一位姑娘匆匆忙忙趕到船邊，塞給他那個小布包，也不知裡面是什麼，只說要他轉送給蘇大人用的，那時由於心情慌亂，順手往口袋裏一塞，後來就忘記了這回事。
這時蘇邁急忙打開布包一看，他幾乎被驚呆了。裡面赫然現出一對足赤金鐲，一付鑲金的翡翠耳墜，和五顆指頭大的珍珠，這真使他喜出望外，心想既是人家餽贈之物，現在又正急需錢用，只好先拿去變賣用花，等父親出獄之後再說。
惟一令他懊悔的是，當時竟忘了問那位姑娘是誰，如今甚至連她長得什麼模樣也記不清楚了，將來又如何去訪問報答人家呢？
這暫且不說，此後兩三個月東坡父子的一切開銷，大半是靠那些金飾換錢來應付過去的。
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杭州和湖州兩地的民眾，為了感念蘇東坡是一位愛民如子的好太守，如今身繫囹圄，營救無力，只好發起一項「齋經月」運動，以一個月為期，兩州民眾一起吃齋唸佛，祈求神明替東坡解厄，不管有無靈效，這一番誠摯的盛情是可感的。
蘇轍這時候在商邱任通判，哥哥被捕下獄，他焦急萬分，自己又不能離職進京，只有託人在京中奔走設法營救，事實上誰也不敢挺身而出，說東坡無罪；司馬光、范鎮等人一再計議要救他，始終無濟於事。
最後蘇轍只好自上奏章，請朝廷赦免他哥哥的罪，他情願捐除掉一切官職，這當然只是他沒有辦法的辦法，朝廷不但沒有準許他的請求，自己倒受到了降職的處分。
蘇小妹這時隨夫遠在橫州秦少游的任所，東坡被捕一個月之後，她才接到消息，等她專程北上，僕僕風塵，到達京城的時候，東坡已渡過整整三個月的鐵窗生活了。
她既不能跟哥哥會面，打聽案情也茫無頭緒，於是要蘇邁去拜見司馬光，請求他晉見神宗皇帝，替東坡說情，又親自做了幾樣哥哥愛吃的菜送到獄中去。
誰知道當東坡從獄卒手裏接過牢飯，一看之下，大驚失色，心下暗呼：
「完了！這一下我當真是完了。」
原來菜中有一道豆瓣魚，東坡以為是邁兒故意送來，示意案情已經惡化到無法挽回的地步。
因此他萬念俱灰，不僅食不下咽，連舉箸的心情都沒有了。
造成這次誤會的原因，出在蘇邁忘記把跟父親的約定告訴姑姑，也許是吉人天相吧，東坡卻因此而逢凶化吉了。
因為他認為案情惡化，獲救無望，在極度悲傷的心情下，寫了兩首訣別詩給弟弟子由，措詞哀婉動人：
其一
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聖主如天萬物春，小臣愚暗自忘身；
百年未滿先償債，十口無歸更累人。
是處青山可埋骨，他年夜雨獨傷神；
與君世世為兄弟，更結人間未了因。
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字裏行間，流露出東坡與子由之間深厚的手足之情，自忖一旦死去，如雁行折翼，弟弟勢必萬分悲傷，但願來世再結為兄弟，以了宿緣。
其二
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柏台霜氣夜淒淒，風動琅璫月向低；
夢繞雲山心似鹿，魂飛湯火命如雞。
眼中犀角真吾子，身後牛衣愧老妻；
百歲神遊定何處？桐鄉知葬浙江西。
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東坡聽獄卒說，杭州、湖州兩地民眾為他發起「齋經月」，求神替他解厄的消息，內心很是感動，所以在詩末表示死後願意葬在浙江之西。
他和獄卒商議，將這兩首詩交給蘇邁，叫他轉給叔叔子由。
獄卒雖然答應了他的要求，但是按照規定，犯人的片紙隻字都必須呈交監獄當局查閱，何況上司早已特別嚴厲的警告過他，不得讓東坡接見任何人或傳遞消息，為了保全自己的身家性命，他不敢不先將東坡的詩呈報上去。
御史臺又把東坡這兩首詩，轉呈到皇上的手中，神宗看了之後非常感動，不覺有了寬恕東坡的念頭。這時候皇太后正在生病，皇上人宮探病，太后發現神宗一臉悶悶不樂的神色，問他為了何事憂煩？
神宗便把御史臺彈劾蘇軾譏諷朝政，被下獄問罪的事，簡要說了一遍。
太后聽了大吃一驚問道：
「你說的這個蘇軾，莫非是當年與他弟弟同榜及第的四川才子嗎？」
神宗回答：
「正是此人。」
皇太后回憶說：
「記得當年，先皇親臨殿試之後，回到宮中，喜不自勝的說：『朕今天替子孫物色到兩位宰輔之才！』
「當我問他是什麼人時，他說：『蘇軾、蘇轍兄弟，同榜及第，才華蓋世，實為國家生色，不過朕老了，恐不及見他兄弟大展長才，只好留給後人用！』
「如今，你們倒是把他們兄弟怎麼樣了？」
神宗聽畢太后的敘述，很覺難過，不敢有所隱瞞，只好據實以告：
「蘇軾現在獄中，尚未定罪，蘇轍上書，請求免官為兄長贖罪，已被眨為筠州酒監。」
太后一聽，凜然動容，竟然流下淚來，她說：
「先皇遺愛之人，你們居然如此相待！想必他們兄弟由於不滿新政而遭小人陷害，唉！我是不中用了，你可不能冤枉好人啊！」
於是太后下了一道大赦懿旨。
這一下舒亶、李定可急了，滿心以為可以將東坡置於死地，煮熟的鴨子居然要飛了。
他們立即召集緊急會議，聯名力請皇上以社稷為重，務必除去新政的障礙，將蘇軾，司馬光、范鎮、張方平、李常等人，一律處死。
但是神宗沒有再聽他們的話。
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蘇東坡在獄中渡日如年，一天夜裏，初更時分，他正朦朧欲睡，忽然有一個人走進了囚室，一言不發，放下一個小箱子做枕頭，倒地便睡。
東坡以為他是新來的囚犯，未予理會，也只各安睡。
不料在天快亮的時候，那個人推醒東坡，沒頭沒腦的向他說：
「恭喜！恭喜！」
東坡楞楞的弄不清是怎麼回事，忙問：
「恭……恭喜？……」
那個人拍拍他的肩膀說：
「是啊！你安心睡，別發愁。」說畢提起小箱子就走了。
後來才知道，那個人是皇上派去的太監，到獄中觀察東坡的狀況。
他見東坡非常平靜，而且睡得鼻息如雷，回宮向皇上稟報說：
「蘇軾很安靜，夜間睡得很沉。」
神宗欣慰的點點頭說：
「我知道他於心無愧。」
在十一月底，神宗下了聖諭，將東坡降級外調，貶為黃州團練副使。
跟東坡常有詩文信札來往的朋友中，被牽連的人以駙馬王詵受的處罰最重，指他身為皇親，竟洩露朝廷機密，並且未先行主動交出譭謗朝廷的詩文，削除他一切官職。
王鞏與蘇東坡雖然常有來往，卻很少有詩詞唱和，但是因為他跟御史台有私人讎隙，藉蘇案報復而被發配西北邊疆。