Päästyään taas opiskelemaan, Lev Gumiljov erotettiin jälleen Leningradin yliopistosta 1938 äitinsä Anna Ahmatovan poliittisen epäsuosion takia. Hän sai viiden vuoden tuomion, jonka hän kärsi vankilassa Norilskissa. Vapauduttuaan hän jatkoi oleskeluaan Siperiassa toimimalla tutkimusretkikunnassa. Vuonna 1944 Gumiljoville myönnettiin lupa ilmoittautua vapaaehtoisena sotaan ja mennä rintamalle. Hän osallistui puna-armeijaan Berliinin taisteluun.