送秦城监狱关押，其编号为3号。他基本隔绝了与外界的联系，只能与监狱看守、护士和偶尔前来探视的中联部干部接触。他只能通过每天阅读《人民日报》来获知外界的局势。他被日共遗忘，野坂参三等人对外宣称他已经死了，并被日本社会广泛承认，甚至他的妻子也认为他死了。文化大革命期间，他的生活受到冲击，身患眼疾、耳疾、肾功能不全等多种疾病。1970年，日本公安调查厅曾到中国搜集与他相关的情报。
获释.日共中央以隔离审查为名，将伊藤律长期放置监狱中不闻不问。1979年，中联部领导乔石认为如此做法不合适，