У травні 1942 року під час Харківської операції дивізія Шепетова знову потрапила в оточення. В районі північніше міста Ізюм вона спробувала прорватися на схід, але Шепетов в бою отримав поранення і 25 травня потрапив у полон. Спочатку він перебував у німецькому шпиталі в фортеці Летцен, потім з липня 1942 року — в концентраційному таборі Хаммельбург. За антинацистську агітацію в грудні 1942 року Шепетова перевели до Нюрнберзької в'язниці, а згодом — в табір Флоссенбюрг. У травні 1943 року здійснив спробу втекти з табору, але невдало.