Den 14. september 2000, mens han fremdeles var i husarrest, ble han arrestert av sikkerhetspolitiet. Da han ble tilbakeført til sin husarrest i oktober, hadde han også fått formaning om ikke å snakke med utlendinger. Arrestasjonen kan ha hatt sammenheng med Vatikan-kardinal Roger Etchegarays besøk til Beijing og Shanghai; han var blitt invitert til Kina for å delta på et akademisk seminar. Biskop Zeng ble imens passet på i det lokale fengselet i Linchuan, og hver tredje dag fikk han besøk av folk fra Den kinesiske katolske patriotiske forening som leste høyt for ham de offentlige regulativene om religionsfrihet i Kina.